| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2010년 봄 (05/13 ~ 05/14, 삼척 팰리스 호텔) |
| 권호 | 16권 1호 |
| 발표분야 | B. Nanomaterials Technology (나노소재기술) |
| 제목 | Si 나노입자와 Er3+를 공첨가한 SiO2 박막의 LED 여기에 의한 형광 특성 |
| 초록 | 1. 서론 광통신에 사용되어지는 파장 1.5㎛대 신호의 증폭기로써 Er3+를 첨가한 파이버가 사용되어지고 있으나, 여기 효율이 낮기 때문에 길이가 짧은 도파로 형태의 증폭기 개발이 어려웠다. 최근에는 그 해결책으로써 Er3+의 여기에 Si 나노 입자의 발광을 이용하는 방법이 고안되고 있다. Si 나노 결정의 크기가 2~3nm의 경우, Si 나노 결정을 포함한 SiO2 glass의 흡수단은 양자 사이즈 효과에 의해 400nm 부근에 존재하고, Er3+의 980nm대의 흡수단면적보다 훨씬 크게 된다. 더욱이, 나노 결정으로부터 Er3+으로의 에너지 이동 효율은 70% 이상으로 보고되고 있다. 이러한 특징을 이용해서 자외역에서 가시광역의 파장을 갖는 LED를 여기 광원으로 이용한 1,530nm대의 광 증폭 가능성이 시사되고 있다. 본 연구에서는 자외선 LED 여기에 의한 박막의 형광 특성을 조사하는 것을 목적으로 하였다. 2. 실험방법 SiO2, Si, Er2O3 타겟을 사용해서 RF 마그네트 스퍼터에 의해 다양한 조성의 박막(두께 5㎛)을 제작하였다. 얻어진 박막을 95%Ar+5%H2 가스분위기에서 1,000~1,100℃, 5~60분간 열처리를 행하였다. 형광특성 평가에는 파장 365nm의 LED(표준출력 100mW)와 200~1,100nm, 800~1,700nm 의 CCD를 사용하였다. 3. 결과 및 고찰 Si 나노 입자만을 첨가한 박막에서는 850nm 부근에 형광스펙트럼이 관찰되었으며, Er3+를 공첨가하면 Er3+의 형광만이 관찰되었다. 1,050℃에서 5분간 열처리를 하면 형광강도가 10배 이상 증가하였다. Si 나노 입자의 여기자에 의해서 효율적으로 Er3+가 여기되고 있는 것으로 생각되어지며 컴팩트하면서 저소비전력의 자외선 LED가 여기광원으로써 사용되어 질 수 있을 것으로 기대된다. |
| 저자 | 최세원, 김영찬, 김철우, 조재익, 강창석 |
| 소속 | KITECH |
| 키워드 | Si; 나노입자; Er3+; SiO2; 도파로; LED |
