近日，南京地调中心实验测试室张静高级工程师联合苏州工学院在近红外发光材料方面取得新进展。
近红外光在700 - 1400 nm范围具有强穿透能力及快速响应灵敏度，在食品和农业无损检测、生物医学成像、光通信等领域具有广泛的应用前景。相较于卤素灯等传统近红外光源，荧光粉转换LED具备成本低廉、发光效率优异、使用寿命长等突出优势，而荧光粉的光谱匹配特性与热稳定性是决定近红外LED器件性能的核心关键。为有效提升Cr³⁺激活宽带近红外荧光粉的发光性能与热稳定性，研究团队采用非化学计量策略，制备并优化了一系列Cr³⁺掺杂石榴石型荧光粉，并系统探究了Ge⁴⁺空位工程对材料性能的调控机制。物相分析结果表明，低空位浓度条件下样品可维持纯石榴石主相结构，仅在高掺杂x值体系中出现微量杂质相；X射线光电子能谱测试证实，合成样品晶格中同时存在GaO₆与GeO₆两种八面体配位结构；光学性能测试显示，在458 nm波长激发下，所有样品均产生以752 nm为中心的宽带近红外发射；性能优化结果表明，Ge⁴⁺空位的引入可有效增强荧光粉的发射强度，且改性后荧光粉热稳定性大幅提升，在423 K高温环境下，发光强度仍可保留室温状态下的91.4%。综上，Ge⁴⁺空位工程是改善Cr³⁺掺杂石榴石荧光粉近红外发光性能与热稳定性的高效、可行的调控策略，可为高性能近红外荧光粉及LED器件的研发提供重要参考。
相关成果发表于生物与化学发光领域的国际权威期刊《Luminescence》。论文信息：Zhang J, Li W, Zhao J, Zheng Y, Wang F, Zhang Z, Xu N, Shen X, Liu Q. Nonstoichiometric Strategy for Enhancing Luminescence Performance of Cr3+ Activated Ca3Ga2Ge3O12 Broadband NIR Phosphors[J]. Luminescence, 2026, 41(8): e70603. doi: 10.1002/bio.70603.
图1(a) 石榴石型Ca3Ga2Ge3O12中缺陷工程策略的示意图。 (b) 样品Ca3Ga2Ge3-xO12-δ:Cr3+的X射线衍射（XRD）图谱。 (c) X射线谱图精修结果。