Controlling Cr3+/Cr4+ concentration in single-phase host toward tailored super-broad near-infrared luminescence for multifunctional applications

Mater. Chem. Today,2021,22,100555.https://doi.org/10.1016/j.mtchem.2021.100555

Full control on the valence of the active ions in solids to improve properties is the central topic of chemistry and materials. Cr3+ and Cr4+ ions generally emit wavelength-different near-infrared (NIR) light. Here, we have developed a chromium valence-controllable single-phase phosphor, Mg2GeO4:Cr3+,Cr4+ to achieve super-broad NIR luminescence. High Li+ content charge compensators can stabilize Cr3+ while high temperature sintering tends to facilitate the formation of Cr4+. Through fine adjusting the synthesis conditions, pure Cr3+ or Cr4+ luminescence can be obtained with peak emission locating at 935 and 1190 nm, respectively. Super-broad-band dual emission spanning from 650 to 1600 nm is realized via fully controlling the concentration ratio of Cr3+ to Cr4+ in single host. By measuring the transmission spectra of several foodstuffs illuminated by our phosphors, nondestructive analysis in food safety area can be realized. This study provides a new strategy for exploiting super-broad-band NIR luminescent materials.

赵甍

研究领域

研究生期间主要从事Cr3+掺杂双钙钛矿发光材料的结构与发光性能研究。

教育背景

2018.09-2020.06 北京科技大学材料科学与工程专业 硕士

2020.09-至今 北京科技大学材料科学与工程专业 博士

发表文章

[1] Meng Zhao, Shengqiang Liu, Hao Cai, Fangyi Zhao, Zhen Song* and Quanlin Liu*. Cr3+-Doped double perovskite antimonates: efficient and tunable phosphors from NIR-I to NIR-II[J]. Inorganic Chemistry Frontiers, 2022, 9(18): 4602-4607.

[2] Meng Zhao, Shengqiang Liu, Hao Cai, Fangyi Zhao, Zhen Song* and Quanlin Liu*. Efficient broadband near-infrared phosphor Sr2ScSbO6: Cr3+ for solar-like lighting[J]. Science China Materials, 2022, 65(3): 748-756.

段谟斌

研究领域

主要从事Mn2+激活白光LED显示用稀土发光材料的结构与发光性能研究。

教育背景

2014.9-2018.7 天津大学 功能材料专业 学士

2019.9-2020.8 北京有色金属研究总院 材料科学与工程专业 硕士

2020.9-至今 北京有色金属研究总院、北京科技大学联合培养 材料科学与工程专业 博士

获得荣誉

2020.9 获得“优秀生源奖学金” 北京有色金属研究总院

2020.12 获得“一等希望奖学金” 北京有色金属研究总院

曹锦栋

研究领域

研究生期间主要从事有机-无机金属卤化物的结构及光学性能研究。

教育背景

2015.09-2019.06 青海大学材料成型及控制专业 学士

2020.09-2023.06 北京科技大学材料与化工专业 硕士

获得荣誉

2022.10 “瑞尔基金”特种奖学金

宋一鸣

研究领域

研究生期间主要从事铬离子掺杂近红外荧光粉的研究。

教育背景

2016.09-2020.06 北京科技大学材料科学与工程专业 学士

2020.09-2023.06 北京科技大学材料科学与工程专业 硕士

获得荣誉

2022.10 获得“三好研究生”荣誉称号 北京科技大学

现工作单位

深圳市昇维旭技术有限公司