Optical properties of epitaxial $Gd_2$O_3:EU^{3+}$luminescent thin films depending on crystallinity

$Gd_2$O_3:EU^{3+}$ 형광체 박막의 결정성에 따른 발광특성 연구

  • 장문형 (연세대학교 물리 및 응용물리 사업단) ;
  • 최윤기 (연세대학교 물리 및 응용물리 사업단) ;
  • 정권범 (연세대학교 물리 및 응용물리 사업단) ;
  • 황보상우 (연세대학교 물리 및 응용물리 사업단) ;
  • 장홍규 (연세대학교 물리 및 응용물리 사업단) ;
  • 노명근 (연세대학교 물리 및 응용물리 사업단) ;
  • 조만호 (한국표준과학연구원 물질량표준부) ;
  • 손기선 (순천대학교 금속/재료공학과) ;
  • 김창해 (한국화학연구원 형광물질연구그룹)
  • Published : 2003.12.01

Abstract

Epitaxial Gd$_2O_3:Eu^{3+}$luminescent thin films have been grout on Si(III) substrates using ionized Cluster Beam Deposition (ICBD). After the film growing, they were implanted and post annealed to change the crystal structure. The initial growth stage was monitored by using in-situ Reflection High Energy Electron Diffraction (RHEED). The formed crystal structure was identified with X-ray diffraction (XRD) technique and Fourier transform infrared (FT-R) spectroscopy. The electronic states variations were investigated by Near Edge X-ray Absorption Fine Structure (NEXAFS). Photoluminescence (PL), Cathodoluminescence (CL). and Vacuum ultraviolet (VUV) spectrum were used for examining the optical properties. We report the optical property changes depending on crystal structure and the electronic states.

Si(III) 표면위에 Gd$_2O_3:Eu^{3+}$ 결정성 형광체 박막을 이온화 집단체 증착방법으로 증착하여 이온선을 주입, 결정을 파괴한 후에 열처리를 통하여 결정구조를 변화시켰다. 초기 생장시의 결정성은 고에너지 전자회절 (RHEED)을 통해 확인하고, X선 회절과 적외선 분광법을 이용하여 시료의 결정구조의 변화를 관측하였다. Near Edge X-ray Absorption Fine Structure (NEXAFS)를 통해 전자구조의 변화를 확인하였다. 이러한 변화들이 발광 특성에 미치는 영향을 Photoluminescence (PL), Cathodoluminescence (CL), 그리고 Vacuum Ultraviolet (VUV) spectrum으로 알아보았다. 본 연구는 결정구조에 의해 변화된 전자구조가 형광체 박막의 발광특성에 미치는 영향을 보고한다.

Keywords

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