【摘 要】
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荧光转换型近红外LED（NIR pc-LED）具有成本低、全固态、发射光谱宽、节能环保等优点,在光谱分析、安防监控、食品检测等领域具有广阔的应用前景。然而目前用于pc-LED的近红外荧光粉光源仍存在发射波长短、热稳定性差、发光效率低等缺点。硅酸盐具有成本低和热稳定性高的优点,为开发高效稳定的近红外荧光粉提供了可能。Cr3+离子是一种理想的近红外激活离子,因此本文以Li Sc Si2O6:Cr3+荧
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荧光转换型近红外LED（NIR pc-LED）具有成本低、全固态、发射光谱宽、节能环保等优点,在光谱分析、安防监控、食品检测等领域具有广阔的应用前景。然而目前用于pc-LED的近红外荧光粉光源仍存在发射波长短、热稳定性差、发光效率低等缺点。硅酸盐具有成本低和热稳定性高的优点,为开发高效稳定的近红外荧光粉提供了可能。Cr3+离子是一种理想的近红外激活离子,因此本文以Li Sc Si2O6:Cr3+荧光粉(LSS:Cr3+)为基础,通过工艺优化改进其发光强度低的缺点,制备了发光性能更好的Li Sc Si2O6:Cr3+荧光粉。并从离子格位取代出发,制备了发光效率进一步提高的Li Sc1-xInxSi2O6:Cr3+荧光粉(LSIS:Cr3+,x=0～1.0)和波长可调谐的Li Sc Si2-y GeyO6:Cr3+荧光粉(LSSG:Cr3+,y=0～2.0),具体内容如下:（1）采用高温固相法,首先利用优化烧结温度的方式消除了Cr4+离子带来的重吸收影响,并进一步通过改变制备原料与助熔剂的种类和含量,将LSS:Cr3+荧光粉的内量子效率提高至70%,外量子效率提高至37%。在450 nm蓝光激发下,该荧光粉发射峰位在836 nm,覆盖700～1100 nm的宽带近红外光,半峰宽145 nm。该荧光粉在150℃时可保持86%的初始室温强度,表现出优异的综合发光性能。（2）采用高温固相法,以LSS:Cr3+荧光粉为基础,通过In3+离子取代Sc3+离子,合成了更高发光效率的LSIS:Cr3+荧光粉。发现离子取代的晶体场调控策略可以改变Cr3+离子的周围晶体场环境,实现荧光粉吸收效率和量子效率的提高。当x=0.6时荧光粉有最高发光强度,相应内量子效率为77%,外量子效率为45%。相比LSS:Cr3+荧光粉分别提高了7%（0.1倍）和8%（0.22倍）,展现了更高的发光强度。（3）采用高温固相法,以LSS:Cr3+荧光粉为基础,通过离子半径更大的Ge4+离子取代Si4+离子,合成了发射波长可调谐的LSSG:Cr3+荧光粉。发现Ge4+离子取代Si4+离子可作为一种调控波长的有效策略,在450 nm蓝光激发下,荧光粉发射波长随y增大逐渐由836 nm红移至900 nm,发射光谱覆盖700～1200 nm。对于制备长波段高效率的近红外荧光粉具有一定的参考意义。
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