蛍光変換型短波長赤外発光ダイオードは、サイズが小さく、消費電力が低く、寿命が長いという利点により、非破壊検査、食品検査、医療診断などの新興分野で良好な応用展望を示している。しかし、現在のYb³⁺イオンをドープした短波長赤外蛍光体には、青色光で励起できないこと、量子効率が低いこと、半値幅が狭いことなどの欠点があり、短波長赤外分光技術分野でのさらなる応用に影響を与えている。本論文では、ワイドバンドで高効率な短波長赤外発光を持つCa₂NaSb₂Al₃O₁₂∶Cr³⁺，Yb³⁺蛍光体を報告する。本蛍光体は460 nm青色光励起下で、640〜1150 nm範囲にわたり高効率の光励起発光を示す。Ca₂NaSb₂Al₃O₁₂∶Cr³⁺，Yb³⁺蛍光体において、Yb³⁺イオン濃度の調整により、蛍光体の赤外発光強度は2.7倍に増加し、発光スペクトルは640〜900 nmから1150 nmまで拡大した。量子効率の測定により、内部量子効率は85.56%に達することが分かった。さらに本試料は優れた熱安定性を有し、250 ℃で室温発光強度の82.0%を保持する。最適化された蛍光体を460 nm青色LEDチップと組み合わせることで作製したSWIR pc-LEDデバイスは、350 mA駆動電流時に最大出力101.5 mW、光電変換効率8.86%を達成し、非破壊内部検査や生体イメージングなどの分野での応用が期待される。

短波長赤外蛍光体;Cr³⁺、Yb³⁺共ドープ;エネルギー伝達