Synthesis and luminescent properties of highly thermally stable GdGa3(BO3)4:Cr3+ broadband near-infrared phosphors for near-infrared LED applications

荧光粉 材料科学 近红外光谱 发光 红外线的 宽带 光电子学 光学 物理
作者
Shanzhu Shao,Xiantao Hu,Dequan Liu,Fanjia Jin,Ying Peng,Jinxin Wang,Shixun Lian,Wenli Zhou
出处
期刊:Ceramics International [Elsevier BV]
卷期号:50 (17): 30723-30729 被引量:4
标识
DOI:10.1016/j.ceramint.2024.05.372
摘要

Developing near-infrared (NIR) phosphors with high thermal stability and broadband emission is pivotal for advancing NIR light sources. In this study, we synthesized a novel borate phosphor, GdGa3(BO3)4:Cr3+, via a high-temperature solid-state reaction. This phosphor demonstrates exceptional thermal stability, maintaining 94% of its initial intensity even at 150°C. Upon blue light excitation, it emits a broad spectrum from 650 to 1100 nm, peaking at 770 nm with a full width at half maximum (FWHM) of ∼130 nm. We conducted a comprehensive investigation to understand the mechanisms underlying its thermal stability. Additionally, by combining the GdGa3(BO3)4:15%Cr3+ phosphor with a commercial blue light chip, we fabricated an NIR LED device achieving a NIR output power of 6.45 mW and a photoelectric conversion efficiency of 1.57% at 120 mA. This study offers valuable insights into the design of advanced NIR phosphors with superior thermal stability for NIR light source applications.
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