보고서 정보
| 주관연구기관 |
부경대학교
Pukyong National University |
| 보고서유형 | 최종보고서 |
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| 발행국가 | 대한민국 |
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| 언어 |
한국어
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| 발행년월 | 2012-10 |
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| 과제시작연도 |
2012 |
| 주관부처 |
교육과학기술부
Ministry of Education and Science Technology(MEST) |
| 등록번호 |
TRKO201300034250 |
| 과제고유번호 |
1345169430 |
| 사업명 |
일반연구자지원 |
| DB 구축일자 |
2014-01-13
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| 키워드 |
양자분할.나노결정.양자효율.고 에너지 볼 밀링.실리콘 태양전지.에너지 변환 효율.형광체.희토류 이온.quantum cutting.nano-crystal.quantum efficiency.high energy ball milling.silicon solar cell.energy conversion efficiency.phosphor.rare earth ion.
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| DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201300034250 |
초록
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연구의 목적 및 내용
모체물질의 나노결정을 연구하기 위하여 새로운 합성방법인 고 에너지 볼 밀링방법을 이용하여 Na3R(VO4)2(R=Y, Gd)나노결정을 제작하여, 일반적인 고상반응법을 통한 모체물질과 비교를 통하여 나노결정으로 이루어진 모체물질의 특성을 확인 한다. 또한, 형광체의 에너지 변환 효율을 높이는 방법으로 양자분할 현상을 응용하기 위해서는 산화물과 같은 안정한 화합물에서의 연구가 필요하다. 본 연구에서는 Tm과 Yb 등의 활성제를 첨가한 Na3<
연구의 목적 및 내용
모체물질의 나노결정을 연구하기 위하여 새로운 합성방법인 고 에너지 볼 밀링방법을 이용하여 Na3R(VO4)2(R=Y, Gd)나노결정을 제작하여, 일반적인 고상반응법을 통한 모체물질과 비교를 통하여 나노결정으로 이루어진 모체물질의 특성을 확인 한다. 또한, 형광체의 에너지 변환 효율을 높이는 방법으로 양자분할 현상을 응용하기 위해서는 산화물과 같은 안정한 화합물에서의 연구가 필요하다. 본 연구에서는 Tm과 Yb 등의 활성제를 첨가한 Na3R(VO4)2(R=Y, Gd)의 나노결정 및 박막을 제작하고, 양자분할 메카니즘을 이용하여 형광효율 향상에 대하여 연구하고자 한다.
연구목표는 크게 고 에너지 볼 밀링 방법을 이용한 Na3R(VO4)2(R=Y, Gd) 나노결정의 제조, Tm과 Yb 등의 활성제를 첨가한 Na3R(VO4)2(R=Y, Gd) 형광체 나노결정 및 박막의 제조 및 특성 분석, 양자분할 메커니즘을 이용한 PDP, X-ray 검출기 및 solar cell 용 형광체 개발 및 응용에 관한 연구 등 이다.
연구결과
1. 고에너지 볼밀링 방법을 이용하여 성장한 Na3Y(VO4)2:Eu3+분말 및 YVO4:Eu3+마이크로 로드의 성장 및 형광특성 연구
- 고 에너지 볼 밀링 방법을 이용하여 450℃인 낮은 온도에서 Na3Y(VO4)2 나노결정을 제조하였으며, 이러한 나노결정의 제조과정 중 YVO4의 마이크로 로드를 제조 하였다.
- 고 에너지 볼 밀링 방법에 있어서 ZrO 볼의 종류는 10ø, 5ø두 종류를 사용하였으며, 5:1로 혼합하였을 때 가장 좋은 결과를 얻었고, rpm의 조절은 200~350 rpm으로 50 rpm단위로 제작해 보았으며, 300 rpm이하에서는 bulk 입자가 형성됨을 확인하였다.
- 고상 반응법을 이용하여 Na3Y(VO4)2 (R=Y, Gd) 분말을 제조하였으며, 1000℃이상에서 Na3Y(VO4)2 (R=Y, Gd)결정상이 얻어짐을 확인하였다.
- 제작된 시료는 모두 XRD, FE-SEM, TEM, EDX 및 형광특성을 분석
2. PLD 방법을 이용한
Ca2MgSi2O7:Eu3+ 박막 성장 및 형광특성 연구
3 Yb, Tm이 도핑된 Na3Y(VO4)2 나노결정 제조 및 형광특성 연구
- 고에너지 볼 밀링 방법을 이용하여 Tm, Yb가 첨가된 Na3Y(VO4)2 (R=Y, Gd) 나노결정을 제조 완료
- XRD, FE-SEM, EDX등의 분석 중 XRD의 측정 및 분석은 완료 하였으나, 나머지 표면 및 성분 분석은 4개월안에 수행하기에 쉽지 않았음.
연구결과의 활용계획
본 연구 과제의 수행으로 새로운 합성방법을 통한 나노결정의 제조 방법을 확립하고, 기술이전을 통한 경제적인 효과를 창출할 수 있으며, 형광효율이 높은 산화물계 형광체에 대한 분광학적 연구를 통하여 형광 발생 원리 규명 등 기본 물성 이해는 물론 국제적으로 관심이 집중되고 있는 양자분할을 통한 형광효율의 향상 등의 기본 자료로 활용될 수 있을 것이다. 또한, 형광체의 사용이 많은 Display, Lamp, LED 제작에 대한 원천 기술을 개발하는데 큰 일익을 담당할 수 있을 것이다.
따라서 본 연구를 통하여 축적된 합성방법 및 양자분할을 통한 형광효율의 향상은 형광체를 사용하는 많은 분야에서 국내 기술 수준을 국제 수준으로 끌어 올릴 수 있으며, 간단한 제조방법을 통하여 국내의 원활한 공급이 가능할 것이다.
Abstract
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Purpose& contents
We synthesize Tm, Yb-doped Na3R(VO4)2 (R=Y, Gd) nanocrystal by using a new method of high-energy ball millng that the research to nanocrystal of host materials. We compare it to commercial solid state reaction method. And also, we need research t
Purpose& contents
We synthesize Tm, Yb-doped Na3R(VO4)2 (R=Y, Gd) nanocrystal by using a new method of high-energy ball millng that the research to nanocrystal of host materials. We compare it to commercial solid state reaction method. And also, we need research to the enhancement of quantum efficiency with increasing energy transfer efficiency. In this research, We will research that synthesize Tm, Yb-doped Na3Y(VO4)2 (R=Y, Gd) nanocrystal, thin film, and analysis of enhanced quantum efficiency by the QC mechanism.
The main purpose of this research is synthesis of Na3Y(VO4)2 (R=Y, Gd) nanocrystal, synthesis of Tm, Yb-doped Na3R(VO4)2 (R=Y, Gd) nanocrystal and thin films, the development of the phosphors for PDP, X-ray, ϒ-ray, solar cell panel in using quantum cutting mechanism.
Result
1. Crystal growth and photoluminescence properties of Na3Y(VO4)2:Eu3+ powder and YVO4:Eu3+ micro rod by using a high-energy ball milling
- The Na3Y(VO4)2 nanocrystal were synthesize at 450℃, YVO4 micro rod were prepared of the synthesis process of theses Na3Y(VO4)2 nanocrystal.
- The high-energy ball milling method use ZrO ball of 10ø, 5ø two kinds, the best results is when mixed with 5:1. The rpm was studied in the 200 ~ 350 rpm, 300 rpm less than the bulk particles are formed.
- Na3R(VO4)2 (R=Y, Gd) powder were synthesized using a solid state reaction, Na3R(VO4)2(R=Y, Gd) cryatal were crystallization sintered at over 1000℃.
- The samples were measured properties of XRD, FE-SEM, TEM, EDX and PL
2. Research for crystal growth and photolumnescence properties of Ca2MgSi2O7:Eu3+ thin films
3. Research for nanocrystal gwoth and photolumnescence properties of Yb, Tm co-doped Na3Y(VO4)2 nanocrystal
- The Yb, Tm co-doped Na3Y(VO4)2 nanocrystal were synthesized by using a high-energy ball milling.
- The samples were measured properties of XRD.
Expected Contribution
Form this research, establish for synthesis method of nanocrystals, through technology transfer and economic effects might be created, through research of spectroscopy for high efficiency oxide phosphors investigate principles of luminescence. The enhancement of fluorescence efficiency by quantum cutting could be used as the basic data. This research will aid in the development of the original technology for Display, Lamp, LED. Therefore, the enhancement of fluorescence efficiency by synthesis method and quantum cutting will rise level in many phosphor application areas. This research can supply at domestic industry from simple synthesis method.
목차 Contents
- 일반연구자지원사업 최종보고서 양식 ... 1
- 목차 ... 3
- 연구 계획 요약문 ... 4
- 연구 결과 요약문 ... 5
- 한글요약문 ... 5
- SUMMARY ... 6
- 연구내용 및 결과 ... 7
- 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
- 2. 국내외 기술개발 현황 ... 9
- 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 11
- 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 20
- 5. 연구결과의 활용계획 ... 21
- 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 21
- 7. 주관연구책임자 대표적 연구 실적 ... 21
- 8. 참고 문헌 ... 22
- 9. 연구 성과 ... 24
- 10. 기타사항 ... 25
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