导言近红外(NIR)发射磷光体转换发光二极管(pc-LED)在夜视和生物成像等新兴技术领域引起了人们的关注。目前，由于缺乏可被蓝光激发的高性能近红外(NIR)发射荧光粉转换发光二极管(pc-LED)，在夜视、生物成像等新兴技术领域受到了人们的关注。目前，由于缺乏可被蓝光激发的高性能近红外荧光粉材料，近红外发光pc-LED的发展遇到了瓶颈。虽然Cr3+激活的磷光体在许多近红外发射磷光体中脱颖而出，并且最近在实现可调谐宽带发射方面取得了进展，但主要问题仍然是发光效率不令人满意和热稳定性差。一种3 B 2 C 3 O 12石榴石被认为是一种有希望解决这些问题的基质材料，因为它们紧密的配位环境和可调的结构可以提供多种发光特性，包括所需要的特性。不幸的是，在发射波长和效率以及热稳定性之间有一个折衷。也就是说，有效且热稳定的近红外发光通常伴随着短发射波长(

为了实现Cr 3+掺杂石榴石荧光粉的高发光效率和热稳定性，应该考虑两个主要因素。一个是冷光& ldquo黑仔& rdquoCr 4+在近红外区有很强的吸收。另一个关键因素是结构刚性。在这项工作中，作者选择了具有典型石榴石结构的Ca 3 Y 2 Ge 3 O 12作为铬掺杂的初始体。通过[Zn2+& ndash；Zr 4+]on[Y 3+& ndash；Y 3+]，采用传统的高温固相法制备了Ca 3 Y 2-2 x (ZnZr) x Ge 3 O 12 :Cr系列近红外荧光粉。研究了石榴石体系潜在的发光优化机制。

结构分析和密度泛函理论(DFT)计算表明，铬离子很可能以四价Cr 4+离子的形式进入Ca 3 Y 2 Ge 3 O 12的Ge 4+位。Cr 3+和Cr 4+的共存被证明是Ca 3 Y 2 Ge 3 O 12 :Cr量子效率低的原因。设计的更小的[Zn 2+ -Zr 4+]在[Y 3+ -Y 3+]的共取代中起到了预期的还原剂作用，促进了Cr 4+发光杀手转化为有益的Cr 3+发射中心。漫反射光谱和Cr K边X射线吸收近边结构光谱也证明了这一结果。化合价的降低与Cr 3+离子八面体位置的成功重建有关。此外，[Zn 2+ -Zr 4+]单元的引入也有助于形成刚性晶体结构。这两个方面实现了96%的高内量子效率和89%@423 K的优异热稳定性，几乎超过了所有报道的类似发射区域(770-820 nm)的Cr 3+掺杂石榴石荧光粉。这证明了所设计的共取代在优化Cr 3+掺杂石榴石荧光粉发光性能方面的可行性。

在《光学科学与应用》杂志上发表的一篇新文章中，由中国科学院长春应用化学研究所林俊教授和中国地质大学李国刚教授领导的科学家团队报告了& ldquo一箭双雕& rdquo的研究成果。& ldquo一石& rdquo该策略通过化学单元共取代提高了近红外发射Ca 3 Y 2-2 x (ZnZr) x Ge 3 O 12 :Cr石榴石体系的发光效率和热稳定性，发射偏差很小。开发的近红外发射磷光体在信息加密、生物组织成像和夜视方面显示出潜在的应用。这项工作为开发高性能近红外发射荧光粉材料提供了新的思路。

此外，由于重建的刚性共价结构，磷光体的耐酸性也大大提高。受此启发，& ldquo阅后即焚& rdquo的信息加密。最后，制造的近红外发光pc-LED在生物组织成像和夜视方面显示了有前景的应用。这项工作为通过化学单元共取代优化发光提供了一个新的视角，揭示的普遍机理可以刺激对高性能Cr 3+掺杂近红外发射磷光材料的进一步探索。