最大547の外部量子効率を備えたユーロピウム活性化酸化カルシウム蛍光体を利用する近赤外光発光ダイオード

光発光ダイオード（LED）ベースの光源の開発には、広帯域排出を伴う近赤外（NIR）発光材料が必要です。ただし、ほとんどの既知のNIR排出材料は、外部量子効率が低いことで制限されています。この研究は、Europium-activated酸化カルシウム（CAO：EU）NIR蛍光体のフォトルミネッセンス量子効率が、LEDの動作温度で大幅に改善および安定化する方法を示しています。カーボンペーパーラッピングテクノロジーは、EU3+のEU2+への還元を促進するために、固体焼結の際に革新的に開発および使用されます。並行して、CAO格子の酸素空孔がGEO2分解を利用して修復されます。このプロセスにより、740 nmで54.7％の記録的な外部量子効率が得られ、125°Cで57％から90％に熱安定性が大幅に向上します。アブアボリケートされたNIR-LEDは、記録的な光電効率（100 MA@23.4%）と出力電力（100 mA@319.5 MW）に到達します。この高性能リンのこの発見により、さまざまなフォトニクスアプリケーションでブロードバンドNIR LED光源の新しい研究手段が開かれます。

Near-infrared (NIR) luminescence materials with broadband emissions are necessary for the development of light-emitting diodes (LEDs) based light sources. However, most known NIR-emitting materials are limited by their low external quantum efficiency. This work demonstrates how the photoluminescence quantum efficiency of europium-activated calcium oxide (CaO:Eu) NIR phosphor can be significantly improved and stabilized at operating temperatures of LEDs. A carbon paper wrapping technology is innovatively developed and used during the solid-state sintering to promote the reduction of Eu3+ into Eu2+ . In parallel, the oxygen vacancies in the CaO lattice are repaired utilizing GeO2 decomposition. Through this process, a record-high external quantum efficiency of 54.7% at 740 nm is obtained with a thermal stability greatly improved from 57% to 90% at 125 °C. The as-fabricated NIR-LEDs reach record photoelectric efficiency (100 mA@23.4%) and output power (100 mA @ 319.5 mW). This discovery of high-performance phosphors will open new research avenues for broadband NIR LED light sources in a variety of photonics applications.