본 연구에서는 알칼리 토금속과 전이금속인 바나듐을 이용하여 M3-3x/2(VO4)2:xEu (M=Ca, Sr, 및 Ba) 형광체를 용액연소법으로 합성하였다. Eu3+ 이온의 첨가 함량을 변화시켜 제조된 M3-3x/2(VO4)2:xEu 형광체는 XRD, FE-SEM, 및 PL을 이용하여 ...
본 연구에서는 알칼리 토금속과 전이금속인 바나듐을 이용하여 M3-3x/2(VO4)2:xEu (M=Ca, Sr, 및 Ba) 형광체를 용액연소법으로 합성하였다. Eu3+ 이온의 첨가 함량을 변화시켜 제조된 M3-3x/2(VO4)2:xEu 형광체는 XRD, FE-SEM, 및 PL을 이용하여 결정 구조, 미세 구조, 및 발광 특성을 각각 분석하였다. Ca3-3x/2(VO4)2:xEu 형광체는 Eu3+ 이온의 첨가 함량이 0.01 - 0.09 mol일 때, Eu3+ 이온의 첨가 함량에 관계없이 모두 rhombohedral 결정 구조를 가졌다. Ca3-3x/2(VO4)2:xEu 형광체는 높은 색순도를 갖는 적색 발광을 보였으며, Eu3+ 이온의 첨가 함량이 0.05 mol일 때 가장 우수한 발광 강도와 색순도를 보였다. 이를 기준으로 0.05 mol의 Eu3+ 이온이 첨가된 Ca2.925(VO4)2:0.05Eu 형광체를 750 - 1050 ℃에서 소둔하여 제조하였으며, 소둔온도가 1050 ℃일 때, 가장 높은 발광 강도와 우수한 색순도를 보였다. Eu3+ 함량이 0 - 0.3 mol인 Sr3-3x/2(VO4)2:xEu 형광체는 모두 trigonal 결정 구조를 가졌다. Eu3+ 이온이 첨가되지 않은 Sr3-3x/2(VO4)2:xEu 형광체는 녹색 및 청색 영역에서 발광 피크가 존재하였다. 그러나 Eu3+ 이온이 첨가된 시편은 Eu3+ 이온 첨가량이 증가됨에 따라 Eu3+ 이온에 의한 적색 발광이 점차 증가하였고, 적색, 녹색, 및 청색 영역의 발광 피크가 존재하여 백색광을 방출할 것으로 생각한다. Eu3+ 이온의 첨가 함량이 0.1 mol일 때 가장 강한 발광 강도를 보였으며, Sr2.85(VO4)2:0.1Eu 형광체 분말을 합성한 후 750 - 1150 ℃에서 소둔하였다. 백색광을 보였던 Sr2.85(VO4)2:0.1Eu 형광체의 소둔온도가 증가함에 따라 녹색 및 청색 발광 피크 강도는 점차 감소하고 적색 발광 피크 강도는 증가하였다. Eu3+ 이온의 첨가 함량이 0 - 0.3 mol인 Ba3-3x/2(VO4)2:xEu 형광체 분말을 용액연소법으로 합성하였다. 결정 구조는 앞서 언급한 Sr3-3x/2(VO4)2:xEu 형광체와 같은 trigonal 결정 구조를 가졌으며, 발광 특성도 Sr3-3x/2(VO4)2:xEu 형광체와 유사한 거동을 보였다. Eu3+ 이온의 첨가 함량이 0.3 mol일 때 가장 우수한 발광 특성을 보였으며, 이를 근거로 Ba2.55(VO4)2:0.3Eu 형광체 분말을 합성한 후 750 - 1250 ℃에서 소둔하여 시편을 제작하였다. 백색광을 보였던 Ba2.55(VO4)2:0.3Eu 형광체는 소둔온도가 증가함에 따라 적색 발광 피크 강도가 증가하였으며, 이는 EuVO4 제2 상에 의한 영향임을 확인하였다. 본 결과를 통해 M3-3x/2(VO4)2:xEu (M=Ca, Sr, 및 Ba) 형광체들은 Eu3+ 이온의 첨가 함량 그리고 소둔온도의 변화를 통해 발광 특성의 제어가 가능함을 확인하였다.
본 연구에서는 알칼리 토금속과 전이금속인 바나듐을 이용하여 M3-3x/2(VO4)2:xEu (M=Ca, Sr, 및 Ba) 형광체를 용액연소법으로 합성하였다. Eu3+ 이온의 첨가 함량을 변화시켜 제조된 M3-3x/2(VO4)2:xEu 형광체는 XRD, FE-SEM, 및 PL을 이용하여 결정 구조, 미세 구조, 및 발광 특성을 각각 분석하였다. Ca3-3x/2(VO4)2:xEu 형광체는 Eu3+ 이온의 첨가 함량이 0.01 - 0.09 mol일 때, Eu3+ 이온의 첨가 함량에 관계없이 모두 rhombohedral 결정 구조를 가졌다. Ca3-3x/2(VO4)2:xEu 형광체는 높은 색순도를 갖는 적색 발광을 보였으며, Eu3+ 이온의 첨가 함량이 0.05 mol일 때 가장 우수한 발광 강도와 색순도를 보였다. 이를 기준으로 0.05 mol의 Eu3+ 이온이 첨가된 Ca2.925(VO4)2:0.05Eu 형광체를 750 - 1050 ℃에서 소둔하여 제조하였으며, 소둔온도가 1050 ℃일 때, 가장 높은 발광 강도와 우수한 색순도를 보였다. Eu3+ 함량이 0 - 0.3 mol인 Sr3-3x/2(VO4)2:xEu 형광체는 모두 trigonal 결정 구조를 가졌다. Eu3+ 이온이 첨가되지 않은 Sr3-3x/2(VO4)2:xEu 형광체는 녹색 및 청색 영역에서 발광 피크가 존재하였다. 그러나 Eu3+ 이온이 첨가된 시편은 Eu3+ 이온 첨가량이 증가됨에 따라 Eu3+ 이온에 의한 적색 발광이 점차 증가하였고, 적색, 녹색, 및 청색 영역의 발광 피크가 존재하여 백색광을 방출할 것으로 생각한다. Eu3+ 이온의 첨가 함량이 0.1 mol일 때 가장 강한 발광 강도를 보였으며, Sr2.85(VO4)2:0.1Eu 형광체 분말을 합성한 후 750 - 1150 ℃에서 소둔하였다. 백색광을 보였던 Sr2.85(VO4)2:0.1Eu 형광체의 소둔온도가 증가함에 따라 녹색 및 청색 발광 피크 강도는 점차 감소하고 적색 발광 피크 강도는 증가하였다. Eu3+ 이온의 첨가 함량이 0 - 0.3 mol인 Ba3-3x/2(VO4)2:xEu 형광체 분말을 용액연소법으로 합성하였다. 결정 구조는 앞서 언급한 Sr3-3x/2(VO4)2:xEu 형광체와 같은 trigonal 결정 구조를 가졌으며, 발광 특성도 Sr3-3x/2(VO4)2:xEu 형광체와 유사한 거동을 보였다. Eu3+ 이온의 첨가 함량이 0.3 mol일 때 가장 우수한 발광 특성을 보였으며, 이를 근거로 Ba2.55(VO4)2:0.3Eu 형광체 분말을 합성한 후 750 - 1250 ℃에서 소둔하여 시편을 제작하였다. 백색광을 보였던 Ba2.55(VO4)2:0.3Eu 형광체는 소둔온도가 증가함에 따라 적색 발광 피크 강도가 증가하였으며, 이는 EuVO4 제2 상에 의한 영향임을 확인하였다. 본 결과를 통해 M3-3x/2(VO4)2:xEu (M=Ca, Sr, 및 Ba) 형광체들은 Eu3+ 이온의 첨가 함량 그리고 소둔온도의 변화를 통해 발광 특성의 제어가 가능함을 확인하였다.
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