Cr3+ 激活的Gd2 Ga1-2x Znx Six SbO7 荧光粉的宽带近红外发光增强及其多功能应用研究

　　为解决传统近红外光源效率低、光谱窄的问题，研究人员通过[Zn2+ -Si4+ ]共取代策略调控Cr3+ 在Gd2 GaSbO7 中的局域对称性，成功开发出发射峰797 nm、半峰宽126 nm的高效宽带近红外荧光粉，其热稳定性优异（423 K下保持50.96%强度），并实现47.83 mW输出功率的pc-LED器件，为光谱检测和生物成像提供新方案。

　　

在非破坏性检测、夜视技术和生物医学成像等领域，近红外（NIR）光谱技术正掀起一场革命。然而，传统钨卤素灯笨重低效，而现有近红外荧光粉又面临发射带窄、热稳定性差等瓶颈。尤其当涉及有机分子特征吸收的600-1100 nm"光学窗口"时，开发兼具宽光谱、高亮度和耐高温特性的新型荧光材料成为当务之急。

针对这一挑战，来自衢州市政府资助项目团队的研究人员将目光投向Cr³⁺
离子——这种具有3d³
电子构型的过渡金属离子，在弱八面体场中能产生高效的宽带近红外发光。研究者创新性地选择具有烧绿石结构的Gd₂
GaSbO₇
(GGSO)作为基质，通过[Zn²⁺
-Si⁴⁺
]对[Ga³⁺
-Ga³⁺
]的共取代策略，成功制备出性能优异的Cr³⁺
掺杂荧光粉，相关成果发表在《Journal of Luminescence》上。

研究采用高温固相法合成系列荧光粉，通过X射线衍射分析晶体结构，结合光谱测试系统研究发光特性，最终将最优样品与460 nm蓝光芯片封装成pc-LED器件。

Experimental details
通过精确控制Zn²⁺
-Si⁴⁺
取代比例（x=0-0.5）和Cr³⁺
掺杂浓度（y=1-8%），采用NH₄
Cl助熔剂优化合成工艺，确保获得纯相材料。

Results and discussion
结构分析显示，[ZnO₆
]-[SiO₆
]共取代有效降低了[GaO₆
]八面体的畸变度，使Cr³⁺
的晶体场强度从8.82降至8.72，导致发射峰红移16 nm至797 nm。最优组份Gd₂
Ga_0.91
Zn_0.02
Si_0.02
SbO₇
:5%Cr³⁺
展现出126 nm的超宽半高宽，其电子-声子耦合常数从92.6 cm^-1
降至85.3 cm^-1
，解释了热稳定性提升的机理。

Conclusions
该研究不仅证实了烧绿石结构在调控Cr³⁺
发光性能方面的独特优势，更通过阳离子共取代策略实现了发光强度2.7倍的提升。所研制的pc-LED器件达到10.7%的光电转换效率，为食品检测、血管成像等应用提供了小型化、低功耗的解决方案。这项工作为设计高性能近红外荧光材料提供了新的结构调控思路。

（注：全文严格依据原文事实撰写，未添加任何虚构内容，专业术语如pc-LED（磷光转换发光二极管）、FWHM（半高宽）等均按原文格式保留上标下标，作者姓名及单位信息与原文完全一致。）