近红外光源在无损检测、夜视监控等范围的哄骗需求日益增长，对发光材料的光谱带宽、遵守等提议了更高条件。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+ 体系则面对发光遵守低、热康健性差等固有弱势。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，逐渐成为参谋热门，在达成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 尚蒙蒙解说 团队在 《发光学报》 发表了题为《 Fe 3+ 掺杂近红外发光材料参谋发挥 》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参谋端倪，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相关参谋近况；从晶体场工程、弱势调控、能量传递等角度提议了发光性能擢升战术。同期，著述全面驳斥了该类材料在无损检测、生物成像等场景中的哄骗，真切剖析了现时引发波长较短、热康健性较差等制约其交易化的要津瓶颈，并提议将来发展的机遇与挑战。该综述为深入明白Fe 3+ 近红外发光机理、精确调控发光性能、设立面向实践哄骗的高效Fe 3+ 掺杂近红外发光材料提供了系统的表面依据与扩充携带。

小序

卤钨灯等传统近红外光源虽袒护范围广，但存在遵守低、寿命短、体积大等固有弱势，难以称心当代生物医学成像、无损检测等范围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本性，以及低毒性、邃密生物相容性与环境友好等上风，成为近红外发光材料范围的极具后劲的激活剂。早期因d-d跃迁的自旋禁阻性，其发光遵守与热康健性相对偏低。但连年来，晶体场工程、弱势调控及能量传递优化等战术的奏效哄骗，使Fe 3+ 掺杂近红外发光材料的量子遵守与抗热猝灭性能达成显赫擢升，为该类材料的实践哄骗奠定了热切基础。但当今Fe 3+ 掺杂近红外发光材料仍面对引发波长较短、辐射遵守与热康健性难以兼顾、发光机理尚未弥散讲明等诸多挑战，亟需对现存参谋进行系统梳理，为后续高性能近红外发光材料的筹划提供标的指令，助推该类材料的交易化程度。

中枢内容

以Fe 3+ 掺杂近红外发光材料的哄骗为导向，从Fe 3+ 的发光机理、掺杂不同基质的参谋近况、性能分析、优化战术、哄骗场景及将来标的多个维度张开系统求教，构建了完满的Fe 3+ 掺杂近红外发光材料的研发与哄骗体系。

1. Fe 3+ 的近红外发光机理

讲明了Fe 3+ 的发光本性与其电子结构的关系。最初，Fe 3+ 离子具有半充满的3d 5 电子构型，这一相当电子排布使其发光性能显赫依赖于所遴荐的基质材料。其次，基于Tanabe-Sugano能级图分析，由于基态（ 6 A 1g ）与引发态（ 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，受宇称遴荐定章的摒弃，其电子跃迁概率进一步裁汰。这些身分共同作用，导致Fe 3+ 的发光遵守大量较低。

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参谋发挥，并按照基质类型将其分为尖晶石、石榴石、钙钛矿偏激他结构四大类。分析了各类基质材料的晶体结构本性与其对Fe 3+ 发光性能的影响，开云体育并归来了各类基质中的代表性收尾。

3. 发光性能分析

汇总了已报说念的Fe 3+ 掺杂近红外发光材料的要津性能参数，包括引发波长、辐射波长、半峰宽、内量子遵守、外量子遵守及热康健性等。通过对比分析上述参数，归纳出以下三项发光本性：引发波长较短、辐射峰较宽；发光遵守较低；热康健性较差（难以兼顾发光遵守），并从多个角度对这些本性进行了成因分析。

4. 性能优化战术

为达成高性能Fe 3+ 掺杂近红外发光材料，条件其具备较长的引发波长（即蓝光引发）、较宽的辐射光谱，并同期兼顾热康健性。针对上述需求，从以下三个方面提议性能擢升战术：其一，晶体场工程，即通过阳离子取代或共取代面容引入晶格畸变，进而调控晶体场强度、对称性等要津参数，以达成对发光性能的调控；其二，弱势调控，即通过诊疗氧空位浓度，贯串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，擢起用发波长与辐射遵守。此外，文中亦给出了每种战术的典型哄骗例证。

5. 哄骗场景

基于Fe 3+ 掺杂近红外发光材料的本性，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范围的哄骗，并鸠合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）乙醇和水的继承光谱；（c）东说念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）在灰暗中使用近红皮毛机在玄色布景板上，在紫外线引发光下拍摄的图像；（f）在自 然光照耀下纪录的一系列数字“63988”的图像；（g）在 NIR pc-LED 光下的图像；（h）NIR pc-LED 器件的光谱以及熏陶环境中夜间补充照明机制

归来与臆测

本文系统综述了Fe 3+ 掺杂近红外发光材料的参谋发挥，围绕晶体场环境与发光性能的构效关系、性能优化战术及多元哄骗范围张开全面梳理。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赫影响，在尖晶石、石榴石、钙钛矿等多种基质中均可达成可调谐宽带辐射。参谋标明，通过晶体场工程、弱势调控及能量传递优化等战术，可灵验冲破禁阻跃迁、裁汰非辐射跃迁概率，显赫擢升发光量子遵守与热康健性，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达成了旨趣性哄骗考证。

面向将来， Fe 3+ 掺杂近红外发光材料仍需攻克引发波诟谇、发光遵守与热康健性协合并体化擢升、基质体系拓展等要津瓶颈，将来参谋将要点发展蓝光可引发的共掺杂敏化体系、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刻。同期，需深化“组分-结构-发光性能”构效关系的表面领路，探索NIR-II区辐射材料的感性筹划旅途，并鸠合器件封装与芯片集成时刻，鼓舞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范围哄骗迈进开云(中国)，为新一代高性能、宽光谱、环境友好的近红外光源时刻提供坚实的材料相沿。