高温固相法を用いてNa⁺、In³⁺、Ge⁴⁺単一添加または共添加されたLiScSi₂O₆∶Cr³⁺蛍光体を調製し、拡散反射スペクトル、光励起・発光スペクトル、量子効率測定等の手法により光吸収および光致発光特性を研究した。実験結果から、Na⁺、In³⁺、Ge⁴⁺単独添加によりLiScSi₂O₆∶Cr³⁺蛍光体の460 nm青色光の吸収が向上し、多格位置カチオンの共添加によりさらに光吸収能力が強化され、吸収効率は当初の50.5%から60.9%に向上した。多格位置イオンの単一または共添加によりCr³⁺が占拠する八面体構造の歪みが増大し、光吸収が促進された。最適化された蛍光系LiSc_0.4In_0.6Si_1.6Ge_0.4O₆∶Cr³⁺の近赤外発光ピーク波長は860 nm、半値全幅は160 nm、内量子効率および外量子効率はそれぞれ72.5%および41.8%である。封止して製造した蛍光変換型LEDデバイスは100 mA駆動電流下で近赤外光出力が63.1 mW、近赤外電光変換効率は22.3%であり、良好な近赤外発光特性を示した。本研究はCr³⁺活性化近赤外蛍光体の光吸収を強化する有効な手段を提供する。

近赤外蛍光体; Cr³⁺活性化; 多格位ドーピング; 光吸収制御