| 초록 |
최근에 레이저, 조명, 광섬유, 디스플레이 분야에 응용하기 위하여 연색 지수가 높은 백색 발광 소재 개발에 상당한 노력이 집중되고 있다. 나이오븀산염(CaNbO3)은 열적 안정성과 자외선 영역에서 흡수성이 크기 때문에 희토류 원소를 도핑시키기에 최적의 물질이다. 특히 조명 산업과 발광 소자 분야에 응용하기 위해서는 높은 발광 세기와 단색의 빛을 방출하는 형광체의 개발은 필수적이다. 본 연구에서는 모체 결정 내에 Dy3+ 이온이 위치하는 자리 대칭성에 의하여 발광 세기가 약한 적색 스펙트럼 영역의 세기를 보강하기 위하여 Eu3+ 이온을 동시 도핑하여 연색 지수가 높고 발광 세기가 강한 백색 발광체를 제조하고자 한다. Dy3+ 이온의 몰 비를 5 mol%에 고정하고, Eu3+ 이온의 몰 비를 각각 0, 1, 5, 10, 15 mol%씩 변화시키면서 CaNbO3 백색 형광체를 제조하였다. CaNbO3 모체 결정에 도핑되는 Dy3+와 Eu3+ 이온의 몰 비를 조절하여 황색 발광 파장에서 적색 발광 파장으로 색 변이를 제어하였다. 발광 파장 575 nm로 제어하였을 때, 흡광 스펙트럼은 220~300 nm에 걸쳐서 넓은 밴드폭을 갖는 전하 전달 밴드와 300~500 nm 영역에서 Dy3+ 이온의 4f 전이에 의한 흡광 신호로 구성되었다. 파장 267nm로 여기 시켰을 때 Dy3+ 이온이 도핑된 CaNbO3 형광체의 경우에 청색 (482 nm)과 황색 (575 nm) 발광 스펙트럼이 관측되었고, Eu3+ 이온의 몰 비가 증가함에 따라 Eu3+ 이온에 의한 발광 스펙트럼 (612 nm)이 나타나기 시작하여 색 이동이 나타났다. Eu3+ 이온의 농도 변화에 따른 색 이동 현상과 결정 입자의 크기 사이의 상호 관계가 조사되었다. |
