Fabrication and optical properties of transparent ceramic persistent phosphors based on band-gap engineering

基于带隙工程的透明陶瓷持久荧光粉的制备及光学性能

基本信息

  • 批准号:
    16J09849
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.47万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2016
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2016-04-22 至 2018-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

In the fiscal year of 2017, various kinds of lanthanide-chromium doped garnet (transparent) ceramic persistent phosphors have been successfully developed with tunable emission bands from yellow to deep-red, even near-infrared (NIR) for new type wLED and biomedical applications.[1] Six different Cr3+ doped garnets were developed as a vivid example to introduce how to design promising persistent phosphors utilizing the “crystal field engineering” of Cr3+ emission in the deep-red region based on Tanabe-Sugano (d3) diagram, and how to choose proper lanthanide ions as co-doping sensitizers to further enhance the Cr3+ persistent luminescence by constructing the host referred binding energy (HRBE) diagram as a powerful theoretical prediction tool.[2] Utilizing two independent electron traps with two different trap depths in the Er3+ and Cr3+ co-doped Y3Al2Ga3O12 (YAGG:Er-Cr) persistent phosphor, the Cr3+/Er3+ PersL can be recharged in situ by photostimulation with 660 nm red LED thanks to the redistribution of trapped electrons from the deep trap to the shallow one. The results serve as a guide in developing promising NIR (>1000 nm) persistent phosphors used for long-term rechargeable optical imaging.[3] GAGG:Ce-Pr-Cr was chosen as the candidate material composition coupled with commercial blue LED (460 nm) to design a new type wLED device with an enhanced color rendering index (CRI) value. Furthermore, such kind of wLED devices can even act as persistent phosphors emitting yellow persistent luminescence continuously for several hours after stopping the power supply.
2017财年,已成功开发出多种类型的稀土铬掺杂石榴石(透明)陶瓷长效荧光粉,其发射波段从黄色到深红色,甚至近红外(NIR)可调,用于新型wLED和生物医学应用。 [1]以六种不同的Cr3+掺杂石榴石为例,介绍了如何利用基于Tanabe-Sugano (d3)图的深红区Cr3+发射的“晶体场工程”设计有前景的持久荧光粉,以及如何选择合适的镧系离子作为共掺杂敏化剂,通过构建主体参考结合能进一步增强Cr3+持久发光 (HRBE) 图作为强大的理论预测工具。 [2]利用 Er3+ 和 Cr3+ 共掺杂 Y3Al2Ga3O12 (YAGG:Er-Cr) 持久性荧光粉中具有两种不同陷阱深度的两个独立电子陷阱,由于捕获的电子从深陷阱到浅陷阱的重新分布,Cr3+/Er3+ PersL 可以通过 660 nm 红色 LED 的光刺激进行原位充电。该结果可作为开发用于长期可充电光学成像的有前途的近红外(>1000 nm)持久荧光粉的指南。 [3]选择 GAGG:Ce-Pr-Cr 作为候选材料组合物,与商用蓝光 LED (460 nm) 结合,设计出具有增强显色指数 (CRI) 值的新型 wLED 器件。此外,这种wLED器件甚至可以充当持久性荧光粉,在停止供电后持续数小时发出黄色持久发光。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Persistent Luminescence in Garnets
石榴石的持续发光
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Jian Xu;Jumpei Ueda;Setsuhisa Tanabe
  • 通讯作者:
    Setsuhisa Tanabe
個人Researcher ID
个人研究员 ID
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Near-infrared long persistent luminescence of Er3+ in garnet for the third bio-imaging window
  • DOI:
    10.1039/c6tc04027f
  • 发表时间:
    2016-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Jian Xu;D. Murata;J. Ueda;S. Tanabe
  • 通讯作者:
    Jian Xu;D. Murata;J. Ueda;S. Tanabe
A rechargeable garnet persistent phosphor for the first and third biological windows via persistent energy transfer and electron trap engineering
通过持久能量转移和电子陷阱工程,用于第一和第三生物窗的可充电石榴石持久荧光粉
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    許 健;村田 大輔;上田 純平;田部 勢津久
  • 通讯作者:
    田部 勢津久
個人ORCID ID (0000-0002-1040-5090)
个人 ORCID ID (0000-0002-1040-5090)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
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    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
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    上田 純平;宮野 隼;許 健;P. Dorenbos;田部 勢津久;Masanobu Nakayama
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    Masanobu Nakayama
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  • 通讯作者:
    殷 シュウ

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  • 通讯作者:
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