근적외선 형광체 변환형 발광 다이오드(NIR pc-LEDs)는 근적외선 분광 기술 분야에서 광범위한 응용 전망을 가진 콤팩트 광원입니다. 그러나 고효율 및 안정적인 근적외선 형광체 개발은 큰 도전 과제였습니다. 본 연구에서는 Cr³⁺ 이온이 활성화된 Gd₃Ga₅O₁₂ (GGG:Cr) 석류석 근적외선 형광체를 보고합니다. 450 nm 청광 자극 하에서, 근적외선 발광은 620~1100 nm 범위를 커버하며 최대 피크는 740 nm, 반치폭은 97 nm, 내부 양자 효율은 54.6%에 달합니다. 동시에 이 형광체는 우수한 열적 안정성을 나타내며, 425 K 온도에서 근적외선 발광 스펙트럼 적분 세기는 상온 대비 106%(106%@425 K)로 음의 열 소광 특성을 보입니다. 또한 Nd³⁺-Yb³⁺ 희토류 이온 공동 도핑 전략을 통해 재료의 근적외선 발광 스펙트럼 밴드의 효과적인 확장과 열 안정성 향상을 성공적으로 달성했습니다(115%@425 K). 마지막으로, 목표 물질과 청광 칩을 결합하여 근적외선 LED 소자를 제작하였으며, 320 mA 전류 구동 시 근적외선 최대 출력 전력은 55.5 mW, 광전 변환 효율은 약 6%에 이릅니다. 이상의 결과는 GGG:Cr, Nd, Yb 석류석 형광체가 고출력 근적외선 LED 광원용 잠재적 근적외선 발광 재료임을 나타냅니다.

크롬; 광대역 근적외선; 석류석 구조; 열 안정성; 근적외선 LED