近日，东莞理工学院电信工程与智能化学院王红成教授团队研发了一种同时兼具高量子效率和超高热稳定性的近红外发光材料。该研究在《Laser & Photonics Reviews》（影响因子：9.8，中科院1区TOP期刊）上发表题为“Simultaneously Possessing High Quantum Efficiency and Thermal Robustness in a Near-Infrared Emitting ZnAlB_(1-x)Ga_xO₄:Cr³⁺ Phosphor”的研究论文。这篇论文的第一作者林金祥是我校与诺丁汉大学马来西亚校区的联合培养博士生，我院光电材料团队吕伟副研究员和王红成教授为通讯作者。

近红外光在夜视、生物成像、监测和检测等新领域具有广泛应用，其中近红外荧光转换发光二极管被认为是理想的光源选择。作为荧光转换发光二极管的核心组成部分，近红外荧光粉必须具备高量子效率和良好的热稳定性才能实现最佳性能。然而，如何设计和制备同时满足这两项要求的荧光材料，仍是一个亟待解决的难题。本研究开发了一种新型的ZnAlB_(1-x)Ga_xO₄:Cr³⁺荧光材料体系，并随着Ga逐步替换B，在x = 1时光致发光性能以及量子效率达到峰值效率。在进一步的研究中，以ZnAlGaO₄（ZAGO）为基质变动Cr³⁺的掺杂浓度（ZAGO:yCr³⁺）。系列中随着Cr³⁺ 含量的增加，其半峰宽从32 nm 扩展至 163 nm。这种现象被归因于两种Cr³⁺ 发射中心之间的能量转移。特别是在这个系列中，ZAGO:0.05Cr³⁺表现出最为优异的性能，其内量子效率达到了80%，外量子效率为34%，并且拥有80 nm 的半峰宽。此外，该荧光材料展现了显著的反温度猝灭效应，在423 K的高温下展示了125.53%的发光强度，其突出的热稳定性通过缺陷能级模型得到了阐释。基于ZAGO:Cr³⁺荧光粉制备的近红外荧光转换发光二极管，在植物培育、夜视技术、无损检测以及静脉成像等多个领域展现了极大的应用潜力。

     该成果为东莞理工学院国际联合培养博士项目成果之一。国际联合培养博士项目能让学生感受和共享世界知名大学的优质教育科研资源，培养学生国际视野，增加跨文化交流经历，进而培养德才兼备的高水平研究生。

论文链接：https://doi.org/10.1002/lpor.202400750

供稿：吕伟；一审：李艳霞；复审：张兆云；终审：曾鹏举