近赤外蛍光体は、高効率蛍光変換型LED（pc-LED）光源を実現するための重要な材料です。しかし、長波長の発光、広い発光帯域、容易にスペクトルを調整可能な近赤外蛍光体の開発は依然として重要な課題です。本研究では、高温固相法により固溶性を持つCr³⁺ドープアルミニウム/シリコンモレライト（Al_4+2zSi_2-2zO_10-z∶Cr³⁺）蛍光体を一連に合成し、八面体［CrO₆］および四面体［CrO₄］格子におけるCr³⁺の発光特性を明らかにし、濃度制御によりスペクトルの移動および展開を実現しました。アルミニウム/シリコンの比率を調整することで、スペクトル制御が可能です。さらにCr³⁺ドープ濃度を調整すると、八面体発光が活性イオン間の交換相互作用による濃度消光を起こし、ドープ濃度増加に伴ってスペクトルが顕著な赤方偏移（785→850 nm）を示しました。405 nm励起下で、最適化された1.6/1-モレライト∶Cr³⁺試料は695～950 nmの範囲をカバーする発光スペクトルを持ち、その半値全幅（FWHM）は190 nmに達します。この発光は、中間結晶場（D_q/B=2.3）中の八面体Cr³⁺の⁴T_2g→⁴A₂および²E_g→⁴A_2g遷移、ならびに弱結晶場（D_q/B=1.02）中の四面体Cr³⁺の⁴T_2g→⁴T_1g遷移に起因します。さらに、この蛍光体は423 Kでも室温発光強度の63％を保持し、内部量子収率および外部量子収率はそれぞれ53％および24％に達しており、本材料が応用可能性のある広帯域近赤外蛍光体であることを示しています。

Cr³⁺ドープ;近赤外蛍光体;結晶場;近赤外LED