O fósforo de fluorescência no infravermelho próximo é um material chave para a realização de fontes de luz LED de conversão fluorescente eficiente (pc-LED). No entanto, o desenvolvimento de fósforos no infravermelho próximo com comprimento de onda de emissão mais longo, largura de banda de emissão mais ampla e espectro facilmente ajustável ainda é um desafio importante. Neste estudo, foi sintetizada por método sólido em fase sólida em alta temperatura uma série de fósforos de mullita de alumínio/silício com propriedades de solução sólida, dopados com Cr³⁺ (Al_4+2zSi_2-2zO_10-z∶Cr³⁺), revelando as características de emissão do Cr³⁺ nos sítios octaédricos [CrO₆] e tetraédricos [CrO₄], e controlando o deslocamento espectral e alargamento por meio do ajuste da concentração. Ajustando a proporção de alumínio/silício, o controle espectral pode ser realizado. Ao ajustar adicionalmente a concentração de dopagem de Cr³⁺, observou-se que a emissão octaédrica sofre extinção por concentração devido à interação de troca entre os íons ativadores, levando a um desvio espectral vermelho significativo com o aumento da concentração (785→850 nm). Sob excitação a 405 nm, a amostra otimizada 1.6/1-mullita∶Cr³⁺ apresenta espectro de emissão cobrindo a faixa de 695~950 nm, com largura de meia altura (FWHM) de até 190 nm. Esta emissão origina-se das transições ⁴T_2g→⁴A₂ e ²E_g→⁴A_2g do Cr³⁺ no campo cristalino octaédrico intermediário (D_q/B=2.3), e da transição ⁴T_2g→⁴T_1g do Cr³⁺ em campo cristalino tetraédrico fraco (D_q/B=1.02). Além disso, o fósforo mantém 63% da intensidade de emissão à temperatura ambiente a 423 K, e as eficiências quânticas interna e externa alcançam 53% e 24%, respectivamente, indicando que este material é um fósforo no infravermelho próximo de banda larga com potencial de aplicação.

dopagem Cr³⁺;fósforo próximo ao infravermelho;campo cristalino;LED próximo ao infravermelho