Флуоресцентный ближний инфракрасный порошок является ключевым материалом для достижения высокоэффективных источников света на основе светодиодов (pc-LED), однако разработка флуоресцентных порошков, обладающих длинной длиной волны излучения, широкой полосой излучения и легко настраиваемым спектром ближнего инфракрасного излучения продолжает оставаться важной проблемой. В данном исследовании было синтезировано ряд флуоресцентных порошков Cr³⁺ с замещением, имеющих твердослоистую природу алюминиевой/кремниевой муллитов (Al_4+2zSi_2-2zO_10-z∶Cr³⁺) с поверхностным слоем, раскрывающим излучательные свойства Cr³⁺ в октаэдрических [CrO₆] и тетраэдрических [CrO₄] узлах и позволяющих регулировать спектр путем регулирования концентрации. Спектр можно регулировать путем настройки алюминиевого/кремниевого соотношения. Путем регулирования концентрации замещения Cr³⁺, можно наблюдать резкое ухудшение спектра, вызванное обменными взаимодействиями между ионами активации в октаэдрическом узле, что приводит к заметному красному сдвигу спектра при увеличении концентрации замещения (785→850 нм). При возбуждении при 405 нм, оптимизированный образец 1.6/1-муллит∶Cr³⁺ обладает спектром излучения в диапазоне от 695 до 950 нм, ширина половины максимума которого (FWHM) составляет 190 нм, это излучение происходит из переходов Cr³⁺ в октаэдрическом кристаллическом поле (D_q/B=2.3), ⁴T_2g→⁴A₂ и ²E_g→⁴A_2g, а также переходов ⁴T_2g→⁴T_1g Cr³⁺ в слабом тетраэдрическом кристаллическом поле (D_q/B=1.02). Кроме того, этот флуоресцентный порошок сохраняет 63% интенсивности излучения при комнатной температуре (423 К), его внутренний квантовый выход и внешний квантовый выход составляют 53% и 24% соответственно, что говорит о том, что этот материал представляет собой перспективный широкополосный флуоресцентный порошок в ближнем инфракрасном диапазоне.

Cr³⁺ замещение;флуоресцентный ближний инфракрасный порошок;кристаллическое поле;ближний инфракрасный LED