Highly Efficient and Stable Near‐Infrared Broadband Garnet Phosphor for Multifunctional Phosphor‐Converted Light‐Emitting Diodes

荧光粉 材料科学 光电子学 发光二极管 半最大全宽 量子效率 二极管 近红外光谱 能量转换效率 发射强度 光学 热稳定性 兴奋剂 发光 物理 量子力学
作者
Ye Wang,Zhijun Wang,Guohui Wei,Yuanbo Yang,Shaoxuan He,Jiehong Li,Yawei Shi,Rui Li,Jiawei Zhang,Panlai Li
出处
期刊:Advanced Optical Materials [Wiley]
卷期号:10 (11) 被引量:59
标识
DOI:10.1002/adom.202200415
摘要

Abstract Broadband near‐infrared (NIR) phosphor‐converted light‐emitting diodes ( pc ‐LED) are ideal light sources to meet the next generation of NIR spectroscopy. However, NIR phosphors have numerous problems such as low quantum yields (QY) and low thermal stability. In this work, a series of Gd 3 Y x In x Ga 5‐2 x O 12 :Cr 3+ NIR broadband phosphors with high internal quantum yields (IQYs) and high thermal stability are discovered by uniquely replacing GaO 6 in Gd 3 Ga 5 O 12 with Y 3+ and In 3+ in a co‐doped manner through cation modulation. Under 449 nm excitation, Gd 3 Y 0.5 In 0.5 Ga 4 O 12 (GYIG): y Cr 3+ depicts emission from 650 to 1050 nm with a full‐width at half maximum (FWHM) of 134 nm. The emission intensity reaches its optimum value at y = 6%, while the IQY reaches an impressive 81.8% and, at 375 K, the emission intensity remains at room temperature of 94.1%. Excitingly, the obtained phosphors are made into pc ‐LEDs. At 0.28 W output power and 0.1 A output current, NIR pc ‐LED has a NIR photoelectricity conversion efficiency of 15%; more promising is that when the output power is increased to 2.247 W, the pc ‐LED photoelectric conversion efficiency can still maintain at 8.5%, which can be applied in different fields such as plant lighting, night vision, biological tissue penetration, and object detection.
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