Ближний инфракрасный люминофор является ключевым материалом для создания эффективных светодиодных источников света с люминесцентным преобразованием (pc-LED). Тем не менее, разработка ближних инфракрасных люминофоров с длинной длиной волны излучения, широким спектральным диапазоном и легкостью спектральной настройки остается важной задачей. В данном исследовании путем высокотемпературного твердотельного синтеза получена серия твердых растворов алюмосиликатного мюллита (Al_4+2zSi_2-2zO_10-z∶Cr³⁺), легированных Cr³⁺. Раскрыты люминесцентные свойства Cr³⁺ в октаэдрических [CrO₆] и тетраэдрических [CrO₄] позициях с контролем смещения спектра и расширения полосы за счет регулировки концентрации. За счет изменения соотношения алюминия и кремния возможна настройка спектра. При дальнейшем регулировании концентрации Cr³⁺ наблюдается концентрационное подавление октаэдрического излучения из-за обменного взаимодействия активных ионов, приводящее к значительному красному смещению спектра с увеличением концентрации (785→850 нм). При возбуждении на 405 нм оптимизированный образец 1.6/1-мюллита∶Cr³⁺ излучает в диапазоне 695~950 нм с шириной на полувысоте (FWHM) до 190 нм. Излучение связано с переходами ⁴T_2g→⁴A₂ и ²E_g→⁴A_2g Cr³⁺ в промежуточном октаэдрическом кристаллическом поле (D_q/B=2.3), а также переходом ⁴T_2g→⁴T_1g Cr³⁺ в слабом тетраэдрическом кристаллическом поле (D_q/B=1.02). Кроме того, люминофор сохраняет 63% интенсивности комнатной температуры при 423 К, а внутренняя и наружная квантовые эффективности достигают 53% и 24% соответственно, что указывает на потенциал применения данного материала как широкополосного ближнего инфракрасного люминофора.

легирование Cr³⁺;ближний инфракрасный люминофор;кристаллическое поле;ближний инфракрасный LED