근적외선 형광체 변환형 발광 다이오드(pc-LED)는 비파괴 분석, 머신 비전 및 생물 영상 등 분야에서 중요한 응용 가치를 지니고 있습니다. 현재 근적외선 pc-LED용 효율 높은 광대역 조절 가능한 근적외선 영역 I 형광체 개발이 재료 연구자들의 점점 더 관심을 받고 있습니다. 본 논문에서는 고온 고상법을 통해 페로브스카이트 구조 원형인 Sr₃MgTa₂O₉∶Cr³⁺와 Ba₃MgTa₂O₉∶Cr³⁺ 근적외선 형광체 두 종류를 먼저 합성하였으며, 이들의 모두 700~1,000 nm 파장 범위를 포괄하는 근적외선 영역 I 광대역 발광 특성을 갖습니다. (Sr_1-mBa_m)₃MgTa₂O₉∶Cr³⁺ 형광체 내 Sr²⁺/Ba²⁺ 도핑 비율을 조절하여 Cr³⁺가 차지하는 Mg²⁺ 결정학적 격자의 세기가 점차 약해짐에 따라 786~848 nm의 근적외선 발광 파장 연속 조절을 실현하였습니다. 대표적인 Sr_0.4Ba_0.6MgTa₂O₉∶0.015Cr³⁺ 형광체는 높은 내부 양자 효율(82.1%)과 우수한 열 안정성(I_{423 K}/I_{298 K}=73.6%)을 가지며, 현재 보고된 다른 근적외선 형광체와 견줄 만한 성능을 나타냅니다. 마지막으로 해당 형광체로 봉지된 근적외선 pc-LED 프로토타입 장치는 60 mA 전류에서 13.7 mW 근적외선 광출력을 달성할 수 있어, 정맥 영상 및 야간 투시 분야에서의 실제 응용 가능성을 보여주었습니다. 본 연구는 광물 구조 원형과 양이온 치환 전략에 기반하여 우수한 발광 성능을 갖는 신형 근적외선 페로브스카이트 형광체를 개발하였으며, Cr³⁺ 도핑 광대역 조절 가능한 근적외선 영역 I 형광체 설계에 기초를 제공할 것입니다.

(Sr,Ba)₃MgTa₂O₉∶Cr³⁺; 페로브스카이트 구조; 근적외선 발광; 결정장; 근적외선 pc-LED