최근 몇 년간 근적외선 형광체 변환 발광 다이오드(NIR pc⁃LED)는 야간 투시, 생체 영상, 비파괴 검사 등의 분야에서 광범위한 관심을 받았다. 하지만 높은 양자 효율과 우수한 열 안정성을 동시에 갖춘 근적외선 형광체를 얻는 것은 여전히 큰 도전이다. 본 논문에서는 고온 고상법을 이용하여 새로운 근적외선 형광체 BaY₂Al₂Ga₂SiO₁₂∶Cr³⁺(BYAGSO∶Cr³⁺)를 합성하고, 재료의 구조와 발광 특성을 체계적으로 연구하였다. 440 nm 청색광으로 여기했을 때, BYAGSO∶Cr³⁺ 형광체의 발광 스펙트럼은 650~850 nm 범위 내에서 날카로운 선과 광대역이 혼합된 발광을 나타내며, 이는 Cr³⁺의 ²E→⁴A₂ 스핀 금지 전이와 ⁴T₂→⁴A₂ 스핀 허용 전이로 인한 것이다. 이 근적외선 발광은 상당한 양자 효율과 우수한 열적 안정성을 보이며, 최적 시료의 외부 양자 효율은 30.3%에 달하고, 200 ℃에서 시료의 발광 강도는 실온 강도의 99%를 유지한다. BYAGSO∶Cr³⁺ 형광체를 450 nm 청색 LED 칩과 결합하여 NIR pc⁃LED 소자를 패키징하였다. 이 소자는 300 mA 구동 전류에서 출력 전력이 70.83 mW이고, 20 mA 구동 전류에서 광전 변환 효율은 11.20%이다. 연구 결과는 BYAGSO∶Cr³⁺가 NIR pc⁃LED 분야에서 우수한 응용 전망을 가짐을 보여준다.

근적외선 방출;Cr³⁺;열 안정성;양자 효율;형광체 변환 발광 다이오드