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분무열분해법으로 CeO2:Er/Yb 형광체 제조 및 발광특성 최적화
Preparation and Luminescence Optimization of CeO2:Er/Yb Phosphor Prepared by Spray Pyrolysis 원문보기

공업화학 = Applied chemistry for engineering, v.26 no.3, 2015년, pp.319 - 325  

정경열 (공주대학교 화학공학부) ,  박재훈 (공주대학교 화학공학부) ,  송신애 (한국생산기술연구원 마이크로제조시스템기술센터)

초록
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분무열분해법을 이용하여 서브 미크론 크기의 $CeO_2:Er^{3+}/Yb^{3+}$ 상향 변환 형광체 입자를 합성하고 $Er^{3+}$$Yb^{3+}$ 농도 변화에 따른 발광특성을 조사하였다. 합성한 $CeO_2:Er^{3+}/Yb^{3+}$$Er^{3+}$ 활성이온의 $^4S_{3/2}/^2H_{11/2}{\rightarrow}^4I_{15/2}$$^4F_{9/2}{\rightarrow}^4I_{15/2}$ 전이에 기인한 강한 녹색 및 적색 발광을 보였다. 가장 높은 발광을 보이는 활성제 농도는 Er = 1.0% 그리고 Yb = 2.0%이며, 농도소광 현상은 쌍극자-쌍극자 상호작용을 통해 일어남이 확인되었다. 레이저 다이오드 여기 광 세기에 대한 발광강도 의존성을 활성이온 농도에 따라 조사하였고, 발광 중간 에너지 레벨의 주 소멸과정을 고려하여 발광 메커니즘을 조사하였다. $Yb^{3+}$에서 $Er^{3+}$으로 에너지 전달은 바닥 상태 흡수(ground state absorption, GSA)에 기여하고, $Yb^{3+}$ 도핑$^4I_{11/2}{\rightarrow}^4I_{13/2}$ 전이를 가속화시켜 적색/녹색 발광세기 비를 상승시킨다. 최종적으로 분무열분해법으로 제조된 $CeO_2:Er^{3+}/Yb^{3+}$ 형광체의 발광은 선형 감쇠가 중간 에너지 레벨의 고갈을 지배하는 2 광자 프로세스에 의해 일어남을 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Submicron-sized $CeO_2:Er^{3+}/Yb^{3+}$ upconversion phosphor particles were synthesized by spray pyrolysis, and their luminescent properties were characterized by changing the concentration of $Er^{3+}$ and $Yb^{3+}$. $CeO_2:Er^{3+}/Yb^{3+}$ showed an int...

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  • However, the green emission dramatically decreases when the Yb3+ content is 3% and larger. As shown in the inset of Figure 3(b), the ratio of red to green in the emission intensity increases monotonically with increasing the Yb3+ concentration. These results indicate that the Yb3+ doping evidently enhances the absorption of the IR photons, and that the ET processes involved in the red emission are accelerated by increasing the Yb3+ concentration.
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