Strategies to approach high performance in Cr3+-doped phosphors for high-power NIR-LED light sources

荧光粉 材料科学 光电子学 近红外光谱 发光二极管 兴奋剂 热稳定性 LED灯 光学 化学工程 物理 工程类
作者
Zhenwei Jia,Chenxu Yuan,Yongfu Liu,Xiaojun Wang,Peng Sun,Lei Wang,Haochuan Jiang,Jun Jiang
出处
期刊:Light-Science & Applications [Springer Nature]
卷期号:9 (1) 被引量:578
标识
DOI:10.1038/s41377-020-0326-8
摘要

Abstract Broadband near-infrared (NIR)-emitting phosphors are key for next-generation smart NIR light sources based on blue LEDs. To achieve excellent NIR phosphors, we propose a strategy of enhancing the crystallinity, modifying the micromorphology, and maintaining the valence state of Cr 3+ in Ca 3 Sc 2 Si 3 O 12 garnet (CSSG). By adding fluxes and sintering in a reducing atmosphere, the internal quantum efficiency (IQE) is greatly enhanced to 92.3%. The optimized CSSG:6%Cr 3+ exhibits excellent thermal stability. At 150 °C, 97.4% of the NIR emission at room temperature can be maintained. The fabricated NIR-LED device emits a high optical power of 109.9 mW at 520 mA. The performances of both the achieved phosphor and the NIR-LED are almost the best results until now. The mechanism for the optimization is investigated. An application of the NIR-LED light source is demonstrated.
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