[논문]액상반응법으로 합성한 <tex> $Gd_2O_3:Eu^{3+}$</tex> 나노형광체의 열처리 온도에 따른 광학적 특성

박충식; 곽민기; 윤승필; 홍성제; 한정인; 송요승

액상반응법으로 합성한 $Gd_2O_3:Eu^{3+}$ 나노형광체의 열처리 온도에 따른 광학적 특성
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박충식 (한국항공대학교) , 곽민기 (전자부품연구원) , 윤승필 (한국외국어대학교) , 홍성제 (전자부품연구원) , 한정인 (전자부품연구원) , 송요승 (한국항공대학교)

본 연구에서는 저온 액상반응법을 이용하여 활성제 Eu의 농도를 10wt%로 도핑하고 열처리를 각각 450, 700, $900^{\circ}C$로 1h 유지하여 $Gd_2O_3:Eu^{3+}$ 나노형광체를 합성하였다. 제조된 형광체의 결정화, 입자크기를 XRD, BET로 분석하였고, 이들이 발광 휘도에 미치는 영향을 확인하였다. 또한 합성된 형광체의 PL(photoluminescence) 특성을 알아보기 위해 여기파장 254nm 의한 발광스펙트럼, 611nm에 의한 여기스펙트럼을 조사하였다. 발광 특성은 611nm에서 주 peak을 갖는 $Eu^{3+}$ 이온에 의한 $^5D_0-^7F_{J(J=0,1,2)}$ 전이에 기인된 전형적인 Red 형광체의 특성을 나타냈고, 입자크기는 평균 20-60nm 정도이고, 발광강도는 열처리 온도가 증가함에 따라 향상되었다.

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문제 정의

본 연구에서는 액상반응법으로 나노크기의 Gd2O₃:Eu3+ 형광분말을 합성하였는데, 소결시 온도를 변화시켜 열처리 온도에 따른 발광 특성을 평가해보았다.

제안 방법

)를 통하여 이뤄 졌다. 발광스펙트럼 측정은 제논 (Xe)램프로부터 발생된 254nm의 자외선으로 형광체를 여기 시킨 후 방출된 빛을 분광기와 광중폭기를 통해 획득하였다. 여기 스펙트럼은 분광기와 결합한 제논(Xe) 램프에서 조사된 빛 중611 nm의 발광에 영향을 주는 여기에너지를 광증폭기를 통해 획득하였다.
본 실험에서는 액상반응법을 통해 간단하게 나노 크기의 Gd2O₃:Eu3+ 형광분말을 합성하였다. 합성된 분말은 정방정 결정구조를 이루었고, 입자크기는 소결 온도에 따라 평균 20nm-60nm 이었다.
발광스펙트럼 측정은 제논 (Xe)램프로부터 발생된 254nm의 자외선으로 형광체를 여기 시킨 후 방출된 빛을 분광기와 광중폭기를 통해 획득하였다. 여기 스펙트럼은 분광기와 결합한 제논(Xe) 램프에서 조사된 빛 중611 nm의 발광에 영향을 주는 여기에너지를 광증폭기를 통해 획득하였다.
제조된 형광분말의 결정성은 X-선 회절분석기 (Rigaku DMAX-ⅢA)로 분석하였다. 이때 사용된 X-선 파장은 1.
전구체는 Gd화합물에 10wt%의 농도로 Eu가 도핑되어 있다. 준비된 전구체를 각각 450, 700, 9001 산소분위기에서 1시간 동안 유지시 켜 Gd2O₃:Eu3+ 나노 형광체를 합성하였다.

대상 데이터

본 연구에서는 .시료물질을 모체로 Gdacetatehydrate(99.9%Aldrich) 와 활성 제 로 Euacetatehydrate(99.9% AldrichX 각각 사용하였다. 용매로 메탄올을 이용해 각 물질들을 상온에서 용해 시킨 후 이를 혼합 한다.
DMAX-ⅢA)로 분석하였다. 이때 사용된 X-선 파장은 1.54 인 CuKa선이고, 회 절각 2theta 는 20°-80° 의 범위에서 측정하였다. 평균 입자 크기를 확인하기 위해 BET(Micromeritics ASAP2010) 분석을 실시하였다.

데이터처리

54 인 CuKa선이고, 회 절각 2theta 는 20°-80° 의 범위에서 측정하였다. 평균 입자 크기를 확인하기 위해 BET(Micromeritics ASAP2010) 분석을 실시하였다. 광학적 특성은 PL spectrometer(FS900CDT, Edinbergh Analytical In.

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