근적외선 형광체는 고효율 형광 변환형 LED(pc-LED) 광원의 핵심 소재입니다. 하지만 긴 발광 파장, 넓은 발광 폭, 그리고 조절이 용이한 스펙트럼을 가진 근적외선 형광체 개발은 여전히 중요한 도전 과제입니다. 본 연구에서는 고온 고상법을 통해 고용체 특성을 가진 Cr³⁺ 도핑된 알루미늄/실리콘 뮬라이트(Al_4+2zSi_2-2zO_10-z∶Cr³⁺) 형광체를 합성하였고, 팔면체［CrO₆］와 사면체［CrO₄］ 격자의 Cr³⁺ 발광 특성을 밝혔으며 농도 조절을 통해 스펙트럼 이동 및 확장을 달성하였습니다. 알루미늄/실리콘 비율을 조절함으로써 스펙트럼 조절이 가능하며, Cr³⁺ 도핑 농도를 추가로 조정할 때 팔면체 발광이 활성 이온 간 교환 상호작용에 의해 농도 소광을 겪어 도핑 농도 증가에 따라 스펙트럼이 현저한 적색 이동(785→850 nm)을 보였습니다. 405 nm 여기 하에서 최적화된 1.6/1-뮬라이트∶Cr³⁺ 시료는 695~950 nm 범위의 발광 스펙트럼을 가지며 반치폭(FWHM)은 190 nm에 달합니다. 이는 중간 결정장 (D_q/B=2.3) 내 팔면체 Cr³⁺의 ⁴T_2g→⁴A₂ 및 ²E_g→⁴A_2g 전이와 약한 결정장 (D_q/B=1.02) 내 사면체 Cr³⁺의 ⁴T_2g→⁴T_1g 전이에 기인합니다. 또한 이 형광체는 423 K에서도 실온 발광 강도의 63%를 유지하며, 내부 및 외부 양자 효율이 각각 53% 및 24%에 달해 본 소재가 응용 가능성이 높은 광대역 근적외선 형광체임을 나타냅니다.

Cr³⁺ 도핑;근적외선 형광체;결정장;근적외선 LED