隨著科技的進步，近紅外(NIR)發光材料在醫療成像、夜視技術以及無損檢測等領域的應用日益廣泛。然而，現有的NIR發光材料在發光效率和波長范圍上仍存在局限性，尤其是在需要寬帶NIR發光的應用中。傳統的NIR材料往往依賴于稀土元素，這不僅成本高昂，而且資源有限。因此，開發一種高效、低成本且具有寬帶NIR發光特性的新型材料成為了當前研究的熱點。
 

　　本研究提出了一種通過改變Fe³?配位場對稱性來有效增強其近紅外寬帶發光的新策略。研究團隊在還原氣氛中制備了摻雜氟(F)或硫(S)的硼酸鹽玻璃，并在約360 nm的近紫外(NUV)激發下，觀察到了500-1150 nm波長范圍內的寬帶NIR發光。發射峰值波長約為740 nm，半高寬為225 nm，平均壽命為數百微秒。結合光致發光(PL)、吸收(Abs)和電子順磁共振(EPR)光譜分析，研究人員發現這種NIR發光源于玻璃中與F?或S²?配位的四面體雜質Fe³?。F和S的存在改變了Fe³?中心的局部配位對稱性，導致d電子分裂增加，從而增強了d→d躍遷的發光。此外，研究團隊還開發了一種NIR gc-LED器件，通過將NIR熒光玻璃與365 nm近紫外LED耦合，實現了無損內部檢測、人體手指血管的無損成像以及夜視功能。
 

　　這項研究不僅為NIR發光材料的設計提供了新的思路，還展示了硼酸鹽玻璃在NIR發光應用中的巨大潛力。與傳統的稀土基NIR材料相比，這種基于Fe³?的玻璃材料成本更低、資源更豐富，且具有優異的發光性能。該透明玻璃材料的成功開發，不僅豐富了新型NIR材料的種類，還為低成本、高效能的NIR發光材料的開發提供了重要的理論和實驗依據，具有重要的科學意義和應用價值。有望進一步應用于醫療成像、夜視技術以及無損檢測等領域。
 

　　相關工作得到了國家自然科學基金項目的支持。
 

　　圖1 (a)硼酸鹽玻璃樣品的實物圖。(b)NIR gc-LED進行手部靜脈成像的示意圖。(c)近紅外相機獲取的手部靜脈成像(d)近紅外相機拍攝的放置于紙后的剪刀。(e)被紙遮擋的裝有酒精的PET塑料瓶近紅外透射成像。(f)裝有二氧化硅粉末的氧化鋁坩堝近紅外透射成像。插圖為日光燈下可見相機捕獲的實物圖。