用于夜视和生物成像的高效稳定的近红外荧光粉

近红外(NIR)光源具有无损、快速检测的特点，在食品检测、安全、传感、农业生产和生物医学等多个领域有着广泛的应用。紧凑、高效、低成本的近红外荧光粉的可用性是实现其广泛应用的关键因素。

近红外pc-LED以其成本较低、发射波长可调等优点受到广泛关注。关键在于开发宽带发射、高发光效率和热稳定性的近红外发光材料。Cr3+的可调发光特性引起了研究人员的关注。

然而，不同宿主的Cr3+发光中心的多样性提出了挑战。在以往的研究中，对于Cr3+的近红外发光是来自4-配体、6-配体还是8-配体，存在不同的观点。系统、深入的研究对于阐明Cr3+的占据习性与响应的光致发光性质之间的关系至关重要。

为此，中国中南大学蔡格美领导的研究小组研究了具有多个阳离子位点的特殊基质Y2Mg2Al2Si2O12中Cr3+的发光特性和晶体场环境。NIRpc-LED由开发的近红外发射荧光粉制成，并展示了这些近红外光源在夜视、生物成像和非侵入式检测中的潜在应用。

“借助晶体学研究、光谱表征和晶体场强分析，Cr1、Cr2和Cr3被证实源自Al/SiO4四面体、Mg/AlO6八面体和Y/中的Cr3+分别是MgO8十二面体位点，”蔡说。

“这种组装好的微型NIRpc-LED的潜在应用包括夜间可视化、生物成像和非侵入式检测，如NIR下手部血管的清晰可视化以及磁卡上的和电路布局所证明的那样照明。”

该研究结果发表在《AdvancedPowderMaterials》杂志上，提出了Cr3+激活的近红外荧光粉，具有出色的发光特性，适合多功能应用。研究还通过设计具有中弱晶体场环境的Cr3+多发光中心来实现宽带发射，证明了该策略的可行性。

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