초록
$Dy^{3+}$ 이온이 도핑된 $BaMoO_4$ 형광체 분말을 고상반응법으로 합성하였으며, 형광체의 결정 구조, 입자의 형상과 크기, 흡광과 발광 특성을 조사하였다. 모든 형광체 분말의 결정 구조는 $Dy^{3+}$ 이온의 몰 비에 관계없이 주 회절 피크 (112)를 갖는 정방 정계이었다. $Dy^{3+}$ 이온의 몰 비가 증가함에 따라 결정 입자는 용해되면서 큰 덩어리 형태의 결정 입자를 형성하였다. 흡광 스펙트럼은 293 nm에 피크를 갖는 전하 전달 밴드와 230~320 nm 영역에서 상대적으로 세기가 약한 다수의 $Dy^{3+}$ 이온의 전이 신호로 구성되었다. 발광 스펙트럼의 경우에 $Dy^{3+}$ 이온의 $^4F_{9/2}{\rightarrow}^6H_{11/2}$와 $^4F_{9/2}{\rightarrow}^6H_{9/2}$ 전이에 의한 666 nm와 754 nm에 피크를 갖는 적색 발광의 세기는 미약하였고, $^4F_{9/2}{\rightarrow}^6H_{15/2}$와 $^4F_{9/2}{\rightarrow}^6H_{13/2}$ 전이에 의한 각각 486 nm와 577 nm에 피크를 갖는 청색과 황색 발광의 세기는 상대적으로 매우 컸다. 실험 결과는 $Dy^{3+}$의 황색과 청색의 발광 세기 비를 제어함으로써 백색 발광을 구현할 수 있음을 제시한다.
$Dy^{3+}$-doped $BaMoO_4$ phosphor powders were synthesized by using the solid-state reaction method and their crystalline structure, morphology and size of particles, excitation and emission properties were investigated. The structure of all the phosphor powders, irrespective of the mol ratio of $Dy^{3+}$ ions, was found to be the tetragonal system with the main diffraction peak at (112) plane. The grain particles agglomerate together to form larger clusters with increasing the mol ratio of $Dy^{3+}$ ions. The excitation spectra were composed of a broad band centered at 293 nm and weak multiline peaked in the range of 230~320 nm, which were due to the transitions of $Dy^{3+}$ ions. The emission of the phosphors peaking at 666 and 754 nm, originating from the transitions of $^4F_{9/2}{\rightarrow}^6H_{11/2}$ and $^4F_{9/2}{\rightarrow}^6H_{9/2}$ of $Dy^{3+}$ ions, was rather weak, while the intensity of blue and yellow emission peaking at 486 nm and 577 nm due to the transitions of $^4F_{9/2}{\rightarrow}^6H_{15/2}$ and $^4F_{9/2}{\rightarrow}^6H_{13/2}$ of $Dy^{3+}$ ions was significantly stronger. The experimental results suggest that the white-light emission can be realized by controlling the yellow-to-blue intensity ratio of $Dy^{3+}$ emission.
