기존의 Cr³⁺ 도핑 근적외선 형광체는 심각한 열 소광 결함이 존재하여 고출력 근적외선 형광체 변환형 LED 응용에 적합하지 않으며, 현재 연구는 주로 스펙트럼 및 양자 효율 최적화에 집중되어 있고, 고온 내 소광 저항성을 개선하는 체계적인 연구가 부족하다. 본 논문에서는 높은 강성의 결정 격자를 갖는 삼방정계 BaCa₂MgSi₂O₈(BCMS) 실리케이트 형광체를 선별 및 제조하였으며, 다양한 특성 평가 방법을 통해 재료의 결정 구조, 발광 특성, 열 안정성 및 소자 적용 효과를 종합적으로 조사하였다. 시험 결과 Cr³⁺는 결정 격자의 6배위 Mg²⁺ 자리를 우선 점유하여 단일 발광 중심이 존재하며, 청광 여기 하에서 803 nm에 최대 발광 피크를 나타내고 650-1000 nm의 넓은 근적외선 발광 영역을 커버한다. SiO₄ 사면체가 MgO₆ 팔면체를 단단히 결합하여 안정된 골격을 형성함으로써 고온에서 비복사 전이가 현저히 억제되어 423 K에서 발광 강도가 실온 대비 90.84%를 유지하며 장시간 고온 작동 시 발광 저하가 뚜렷하지 않다. 밀봉된 근적외선 pc-LED 소자는 구동 전류에 따라 출력 광출력이 거의 선형적으로 증가하고 전반적인 작동 특성이 양호하다. 요약하면, 이 높은 강성의 BCMS 기반 형광체는 기존 크롬계 근적외선 재료의 열 소광 단점을 효과적으로 개선하며 고출력 근적외선 고체 광원, 생체 영상 촬영, 비파괴 검사 등 분야에서 광범위한 응용 전망을 가진다.

광대역 근적외선 방출;열 안정성;Cr³⁺;형광체 변환형 LED