近红外光源在无损检测、夜视监控等规模的运用需求日益增长，对发光材料的光谱带宽、遵守等提议了更高条款。传统稀土离子（如Pr 3+ ， Nd 3+ ）掺杂材料多呈窄带辐射，而主流过渡金属离子掺杂的近红外发光材料中，Cr 3+ 存在易氧化为高价态导致毒性与遵守衰减的问题，Ni 2+ 体系则濒临发光遵守低、热安然性差等固有裂缝。Fe 3+ 离子凭借其半充满电子构型赋予近红外发光材料辐射宽带易调协、低毒性等上风，冉冉成为商讨热门，在扫尾高性能与低老本兼得的宽带近红外光源方面展现出广泛后劲。

近日，山东大学 尚蒙蒙证据注解 团队在 《发光学报》 发表了题为《 Fe 3+ 掺杂近红外发光材料商讨进展 》的 特邀综述论文 ，系统梳理了近五年Fe 3+ 掺杂近红外发光材料的商讨端倪，以Tanabe-Sugano能级图为基础，深入解析了Fe 3+ 在八面体配位环境中的发光机制；归纳了尖晶石、石榴石等类型基质材料的筹办商讨近况；从晶体场工程、裂缝调控、能量传递等角度提议了发光性能擢升计谋。同期，著述全面辩驳了该类材料在无损检测、生物成像等场景中的运用，真切判辨了现时激勉波长较短、热安然性较差等制约其生意化的要津瓶颈，并提议改日发展的机遇与挑战。该综述为深入意会Fe 3+ 近红外发光机理、精确调控发光性能、建立面向骨子运用的高效Fe 3+ 掺杂近红外发光材料提供了系统的表面依据与执行带领。

小引

卤钨灯等传统近红外光源虽笼罩界限广，但存在遵守低、寿命短、体积大等固有裂缝，难以安静当代生物医学成像、无损检测等规模对高性能宽带近红外光源的需求。Fe 3+ 离子凭借半充满的3d 5 电子构型赋予的可调谐宽带辐射脾气，以及低毒性、淡雅生物相容性与环境友好等上风，成为近红外发光材料规模的极具后劲的激活剂。早期因d-d跃迁的自旋禁阻性，其发光遵守与热安然性相对偏低。但连年来，晶体场工程、裂缝调控及能量传递优化等计谋的告捷运用，使Fe 3+ 掺杂近红外发光材料的量子遵守与抗热猝灭性能扫尾显耀擢升，为该类材料的骨子运用奠定了关键基础。但当今Fe 3+ 掺杂近红外发光材料仍濒临激勉波长较短、辐射遵守与热安然性难以兼顾、发光机理尚未十足推崇等诸多挑战，亟需对现存商讨进行系统梳理，为后续高性能近红外发光材料的野心提供标的指挥，助推该类材料的生意化程度。

中枢内容

以Fe 3+ 掺杂近红外发光材料的运用为导向，凤凰彩票(welcome)APP官网下载从Fe 3+ 的发光机理、掺杂不同基质的商讨近况、性能分析、优化计谋、运用场景及改日标的多个维度张开系统申报，构建了完竣的Fe 3+ 掺杂近红外发光材料的研发与运用体系。

1. Fe 3+ 的近红外发光机理

讲明了Fe 3+ 的发光脾气与其电子结构的关系。率先，Fe 3+ 离子具有半充满的3d 5 电子构型，这一极度电子排布使其发光性能显耀依赖于所采纳的基质材料。其次，基于Tanabe-Sugano能级图分析，由于基态（ 6 A 1g ）与激勉态（ 4 T 1g 、 4 T 2g 等）的自旋多重度不同，其d-d跃迁属于自旋禁阻跃迁。此外，当Fe 3+ 处于八面体等对称中心位置时，受宇称采纳定章的放胆，其电子跃迁概率进一步裁减。这些要素共同作用，导致Fe 3+ 的发光遵守大批较低。

图1 八面体场中3d 5 电子构型的T-S能级图

2. Fe 3+ 掺杂近红外发光材料的基质类型

系统梳理了近五年来对于Fe 3+ 激活近红外发光材料的商讨进展，并按照基质类型将其分为尖晶石、石榴石、钙钛矿过甚他结构四大类。分析了千般基质材料的晶体结构特质与其对Fe 3+ 发光性能的影响，小九体育在线直播官网平台并追忆了千般基质中的代表性终结。

3. 发光性能分析

汇总了已报谈的Fe 3+ 掺杂近红外发光材料的要津性能参数，包括激勉波长、辐射波长、半峰宽、内量子遵守、外量子遵守及热安然性等。通过对比分析上述参数，归纳出以下三项发光脾气：激勉波长较短、辐射峰较宽；发光遵守较低；热安然性较差（难以兼顾发光遵守），并从多个角度对这些脾气进行了成因分析。

4. 性能优化计谋

为扫尾高性能Fe 3+ 掺杂近红外发光材料，条款其具备较长的激勉波长（即蓝光激勉）、较宽的辐射光谱，并同期兼顾热安然性。针对上述需求，从以下三个方面提议性能擢升计谋：其一，晶体场工程，即通过阳离子取代或共取代表情引入晶格畸变，进而调控晶体场强度、对称性等要津参数，以扫尾对发光性能的调控；其二，裂缝调控，即通过调度氧空位浓度，协作其对发光性能的双重影响；其三，能量传递优化，即通过引入敏化剂离子，擢升激勉波长与辐射遵守。此外，文中亦给出了每种计谋的典型运用例证。

5. 运用场景

基于Fe 3+ 掺杂近红外发光材料的脾气，综述了其在无损检测、生物成像、夜视照明、光学防伪、植物照明及光学温度传感等六个规模的运用，并聚拢具体案例对其作用机理进行了分析与阐释。

图2 （a）乙醇和水的近红外透射光谱；（b）乙醇和水的领受光谱；（c）东谈主体手部血管的生物成像；（d）在当然光下使用可见光相机拍摄的图像；（e）在灰黢黑使用近红皮毛机在玄色布景板上，在紫外线激勉光下拍摄的图像；（f）在自 然光照耀下记载的一系列数字“63988”的图像；（g）在 NIR pc-LED 光下的图像；（h）NIR pc-LED 器件的光谱以及培植环境中夜间补充照明机制

追忆与预测

本文系统综述了Fe 3+ 掺杂近红外发光材料的商讨进展，围绕晶体场环境与发光性能的构效关系、性能优化计谋及多元运用规模张开全面梳理。Fe 3+ 凭借半充满3d 5 电子构型与低毒性、低老本上风，成为极具后劲的近红外宽带激活剂，其发光源于自旋禁阻的d-d跃迁，受配位环境晶体场强度与对称性的显耀影响，在尖晶石、石榴石、钙钛矿等多种基质中均可扫尾可调谐宽带辐射。商讨标明，通过晶体场工程、裂缝调控及能量传递优化等计谋，可灵验突破禁阻跃迁、裁减非辐射跃迁概率，显耀擢升发光量子遵守与热安然性，并在生物成像、无损检测、夜视照明、植物补光及光学防伪等场景扫尾了旨趣性运用考证。

面向改日， Fe 3+ 掺杂近红外发光材料仍需攻克激勉波口角、发光遵守与热安然性协吞并体化擢升、基质体系拓展等要津瓶颈，改日商讨将重心发展蓝光可激勉的共掺杂敏化体系、窄带隙新式基质（如硫化物、卤化物）以及原子级精度局域配位调控时期。同期小九体育，需深化“组分-结构-发光性能”构效关系的表面领略，探索NIR-II区辐射材料的感性野心旅途，并聚拢器件封装与芯片集成时期，鼓吹该类材料从旨趣性演示向高功率pc-LED器件、活体及时传感监测及集成光子芯片等跨规模运用迈进，为新一代高性能、宽光谱、环境友好的近红外光源时期提供坚实的材料支抓。