「ブルー光GaNチップ＋短波長赤外蛍光体」に基づく蛍光変換型LEDは、小型、低消費電力、広スペクトル、低コストおよび容易な集積という利点を持ち、携帯型およびスマートな短波長赤外光源を構築するための重要な技術路線とされています。しかし、発光波長が近赤外領域からさらに短波長赤外領域へ赤方偏移すると、蛍光体材料は一般的に著しい多光子非放射緩和の増強が起こり、外部量子効率の低下、熱安定性の悪化、装置の出力不足を引き起こします。Liらは最近、高効率なCr³⁺ドープ三元希土類硫化物蛍光体NaLnS₂∶Cr³⁺（Ln=Lu、Y、Gd）を初めて報告しました。本研究は、従来の酸化物の結晶場制御とは異なる短波長赤外発光の新しいパラダイムを提案し、硫化物の強い共有結合性によって誘起される電子雲拡張効果を利用してCr³⁺の3d電子間の反発を低減し、⁴T₂励起状態と⁴A₂基底状態間のエネルギーギャップを縮小させた。また、硫化物基質の低いフォノンエネルギーと弱い電子-フォノン結合により、長波長発光中の非放射エネルギー損失を抑制し、Cr³⁺ドープ短波長赤外蛍光体における「長波長、高効率、熱安定性」の三者が両立しにくい問題を克服した。

短波長赤外発光;三元希土類硫化物;Cr³⁺;蛍光変換型LED