본 연구에서는 청색 LED에 도포되어 백색 조명 및 디스플레이용으로 사용되고 있는 Y₃Al_(5)O_(12):Ce³+ 형광체를 연소합성법으로 제조하였다. 본 논문에서 사용한 연소합성법은 저온공정으로 미립의 입자가 균일하게 얻어지며, 외부의 추자적인 열원이 없이 연료물질과 nitrate 이온의 발열반응만으로 비교적 짧은 시간에 간단하게 형광체의 합성하다는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 최초 연소합성법을 통하여 Y₃Al_(5)O_(12):Ce³+를 소결온도, Ce³+ 활성제의 농도, 반응제의 종류를 변수로 제조하였고, 결정 특성, 발광 특성 및 입자 크기의 분석을 통하여 최적의 Y₃Al_(5)Ol₂:Ce³+를 제조하였다. 연소합성법으로 제조된 Y₃Al_(5)O_(12):Ce³+ 형광체는 1000℃에서부터 순수한 결정성을 갖은 YAG 상이 검출되었고, 약 50nm 내외의 매우 작은 구형 입자를 형성하였고, Ce³+ 농도에 따른 실험에서는 1mol%에서 ...
본 연구에서는 청색 LED에 도포되어 백색 조명 및 디스플레이용으로 사용되고 있는 Y₃Al_(5)O_(12):Ce³+ 형광체를 연소합성법으로 제조하였다. 본 논문에서 사용한 연소합성법은 저온공정으로 미립의 입자가 균일하게 얻어지며, 외부의 추자적인 열원이 없이 연료물질과 nitrate 이온의 발열반응만으로 비교적 짧은 시간에 간단하게 형광체의 합성하다는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 최초 연소합성법을 통하여 Y₃Al_(5)O_(12):Ce³+를 소결온도, Ce³+ 활성제의 농도, 반응제의 종류를 변수로 제조하였고, 결정 특성, 발광 특성 및 입자 크기의 분석을 통하여 최적의 Y₃Al_(5)Ol₂:Ce³+를 제조하였다. 연소합성법으로 제조된 Y₃Al_(5)O_(12):Ce³+ 형광체는 1000℃에서부터 순수한 결정성을 갖은 YAG 상이 검출되었고, 약 50nm 내외의 매우 작은 구형 입자를 형성하였고, Ce³+ 농도에 따른 실험에서는 1mol%에서 XRD 피크의 강도가 가장 강하였으며, 발광 특성 또한 가장 우수하게 나타났다. 또한 반응제의 종류에 따른 Y₃Al_(5)O_(12):Ce³+ 형광체의 SEM 사진은 각 반응제의 종류에 따라 그 외형이 크게 차이가 나는 것으로 나타났고 Citric acid의 경우 가장 양호한 물리적, 광학적 특성을 나타내었다. Y₃Al_(5)O_(12):Ce³+ 형광체에 효율 향상을 위해 Ga ion을 첨가한 경우 SEM 사진을 통한 입자의 외형은 크게 변하지 않았으나 첨가량이 증가함에 따라 약간의 뭉침 현상이 발생하였고, PL 발광 스펙트럼에서 Al : Ga 가 4 : 1인 경우 첨가하지 않은 경우보다 강한 강도의 피크가 관찰되었다. 그리고 Y₃Al_(5)O_(12):Ce³+ 형광체에 적색 영역 파장의 추가를 통한 역색 특성의 향상을 위해 Eu ion을 이중도핑 함으로써 590nm와 610nm 대의 적색 영역에서의 피크가 추가되어 PL 발광 스펙트럼이 나타남을 확인하였다. 최종적으로 연구에서는 Ga ion과 Al ion과의 치환을 통하여 기존 Y₃Al_(5)O_(12):Ce³+ 형광체의 발광 특성을 향상 시켰으며, Eu ion의 첨가를 통해 연색성을 보완한 Y₃Al_((5-x))Ga_(x)O_(12):Ce³+,Eu³+ 형광체를 제조할 수 있게 되었다.
본 연구에서는 청색 LED에 도포되어 백색 조명 및 디스플레이용으로 사용되고 있는 Y₃Al_(5)O_(12):Ce³+ 형광체를 연소합성법으로 제조하였다. 본 논문에서 사용한 연소합성법은 저온공정으로 미립의 입자가 균일하게 얻어지며, 외부의 추자적인 열원이 없이 연료물질과 nitrate 이온의 발열반응만으로 비교적 짧은 시간에 간단하게 형광체의 합성하다는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 최초 연소합성법을 통하여 Y₃Al_(5)O_(12):Ce³+를 소결온도, Ce³+ 활성제의 농도, 반응제의 종류를 변수로 제조하였고, 결정 특성, 발광 특성 및 입자 크기의 분석을 통하여 최적의 Y₃Al_(5)Ol₂:Ce³+를 제조하였다. 연소합성법으로 제조된 Y₃Al_(5)O_(12):Ce³+ 형광체는 1000℃에서부터 순수한 결정성을 갖은 YAG 상이 검출되었고, 약 50nm 내외의 매우 작은 구형 입자를 형성하였고, Ce³+ 농도에 따른 실험에서는 1mol%에서 XRD 피크의 강도가 가장 강하였으며, 발광 특성 또한 가장 우수하게 나타났다. 또한 반응제의 종류에 따른 Y₃Al_(5)O_(12):Ce³+ 형광체의 SEM 사진은 각 반응제의 종류에 따라 그 외형이 크게 차이가 나는 것으로 나타났고 Citric acid의 경우 가장 양호한 물리적, 광학적 특성을 나타내었다. Y₃Al_(5)O_(12):Ce³+ 형광체에 효율 향상을 위해 Ga ion을 첨가한 경우 SEM 사진을 통한 입자의 외형은 크게 변하지 않았으나 첨가량이 증가함에 따라 약간의 뭉침 현상이 발생하였고, PL 발광 스펙트럼에서 Al : Ga 가 4 : 1인 경우 첨가하지 않은 경우보다 강한 강도의 피크가 관찰되었다. 그리고 Y₃Al_(5)O_(12):Ce³+ 형광체에 적색 영역 파장의 추가를 통한 역색 특성의 향상을 위해 Eu ion을 이중도핑 함으로써 590nm와 610nm 대의 적색 영역에서의 피크가 추가되어 PL 발광 스펙트럼이 나타남을 확인하였다. 최종적으로 연구에서는 Ga ion과 Al ion과의 치환을 통하여 기존 Y₃Al_(5)O_(12):Ce³+ 형광체의 발광 특성을 향상 시켰으며, Eu ion의 첨가를 통해 연색성을 보완한 Y₃Al_((5-x))Ga_(x)O_(12):Ce³+,Eu³+ 형광체를 제조할 수 있게 되었다.
In this study, Yttrium aluminum garnet (YAG) particles co-doped with Eu³+ and Ce³+ were prepared via the combustion process. The characteristics of the synthesized nano powder were investigated by means of X-ray diffraction (XRD), Scanning Electron Microscope (SEM), and photoluminescence (PL). Y₃Al-...
In this study, Yttrium aluminum garnet (YAG) particles co-doped with Eu³+ and Ce³+ were prepared via the combustion process. The characteristics of the synthesized nano powder were investigated by means of X-ray diffraction (XRD), Scanning Electron Microscope (SEM), and photoluminescence (PL). Y₃Al-(5)O_(12):Ce³+ phosphors were synthesized by various temperature, Ce³+ concentration and various reangent, at first. The best properties fo Y₃Al_(5)O_(12):Ce³+ phosphors have been observed at 1000℃ temperature, Ce³+ concentraion of 1.0 mol%, total metal ion's concentraion of 2.0M, weight ratio of metal ion : reagent = 1 : 1, respectively. And Y₃Al_(5)O_(12):Ce³+ phosphors was showed best properties by citric acid. Then, Ga³+ ion was added into Y₃Al-(5)O_(12):Ce³+ phosphors prepaired by ideal condition as sensitizor. Y₃Al_((5-x))Ga_(x)O_(12):Ce³+ phosphors appeared batter PL properties than Y₃Al_(5)O_(12):Ce³+ phosphors at Al : Ga = 4 : 1. Excessive addition of Ga³+ ions caused decrease of PL intensty. Finally, we synthesized Y₃Al_((5-x))Ga_(x)O_(12):Ce³+,Eu³+ phosphors by combustion process. The various YAG peaks, with the (420) main peak, appeared at all Eu³+ ion concentration in XRD patterns. The YAG phase crystallized with results that are in good agreement with the JCPDS diffraction file 33-0040. The SEM image showed that the resulting Y₃Al_((5-x))Ga_(x)O_(12):Ce³+,Eu³+ phosphors had uniform sizes and good homogeneity. The grain size was about 50nm. The photoluminescence spectra of the Y₃Al_((5-x))Ga_(x)O_(12):Ce³+,Eu³+ nanoparticles were investigated to determine the energy level of electron transition related to luminescence processes. It was composed a broad band of Ce³+ activator into the line peaks of Eu³+ in YAG host without the reduction of emission intensity. The PL intensity of Ce³+ has the wavelengths of 480-650 nm and The PL intensity of Eu³+ has main peak at 590nm, 610nm. The best properties of Y₃Al_((5-x))Ga_(x)O_(12):Ce³+,Eu³+ phosphors was appeared at Eu³+ ion 5mol%.
In this study, Yttrium aluminum garnet (YAG) particles co-doped with Eu³+ and Ce³+ were prepared via the combustion process. The characteristics of the synthesized nano powder were investigated by means of X-ray diffraction (XRD), Scanning Electron Microscope (SEM), and photoluminescence (PL). Y₃Al-(5)O_(12):Ce³+ phosphors were synthesized by various temperature, Ce³+ concentration and various reangent, at first. The best properties fo Y₃Al_(5)O_(12):Ce³+ phosphors have been observed at 1000℃ temperature, Ce³+ concentraion of 1.0 mol%, total metal ion's concentraion of 2.0M, weight ratio of metal ion : reagent = 1 : 1, respectively. And Y₃Al_(5)O_(12):Ce³+ phosphors was showed best properties by citric acid. Then, Ga³+ ion was added into Y₃Al-(5)O_(12):Ce³+ phosphors prepaired by ideal condition as sensitizor. Y₃Al_((5-x))Ga_(x)O_(12):Ce³+ phosphors appeared batter PL properties than Y₃Al_(5)O_(12):Ce³+ phosphors at Al : Ga = 4 : 1. Excessive addition of Ga³+ ions caused decrease of PL intensty. Finally, we synthesized Y₃Al_((5-x))Ga_(x)O_(12):Ce³+,Eu³+ phosphors by combustion process. The various YAG peaks, with the (420) main peak, appeared at all Eu³+ ion concentration in XRD patterns. The YAG phase crystallized with results that are in good agreement with the JCPDS diffraction file 33-0040. The SEM image showed that the resulting Y₃Al_((5-x))Ga_(x)O_(12):Ce³+,Eu³+ phosphors had uniform sizes and good homogeneity. The grain size was about 50nm. The photoluminescence spectra of the Y₃Al_((5-x))Ga_(x)O_(12):Ce³+,Eu³+ nanoparticles were investigated to determine the energy level of electron transition related to luminescence processes. It was composed a broad band of Ce³+ activator into the line peaks of Eu³+ in YAG host without the reduction of emission intensity. The PL intensity of Ce³+ has the wavelengths of 480-650 nm and The PL intensity of Eu³+ has main peak at 590nm, 610nm. The best properties of Y₃Al_((5-x))Ga_(x)O_(12):Ce³+,Eu³+ phosphors was appeared at Eu³+ ion 5mol%.
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