Journal of the Korean institute of surface engineering
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v.48
no.3
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pp.82-86
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2015
$Dy^{3+}$- and $Eu^{3+}$-codoped $CaMoO_4$ Phosphors were synthesized by using the solid-state reaction method. The crystal structure, morphology, and optical properties of the resulting phosphor particles were investigated by using the X-ray diffraction, field-emission scanning electron microscopy, and photoluminescence spectroscopy. XRD patterns exhibited that all the synthesized phosphors showed a tetragonal system with a main (112) diffraction peak, irrespective of the content of $Eu^{3+}$ ions. As the content of $Eu^{3+}$ ions increased, the grains showed a tendency to agglomerate. The excitation spectra of the synthesized powders were composed of one strong broad band centered at 305 nm in the range of 220 - 350 nm and several weak peaks in the range of 350 - 500 nm resulting from the 4f transitions of activator ions. Upon ultraviolet excitation at 305 nm, the yellow emission line due to the $^4F_{9/2}{\rightarrow}^6H_{13/2}$ transition of $Dy^{3+}$ ions and the main red emission spectrum resulting from the $^5D_0{\rightarrow}^7F_2$ transition of $Eu^{3+}$ ions were observed. With the increase of the content of $Eu^{3+}$, the intensity of the yellow emission band gradually decreased while that of the red emission increased. These results indicated that the emission intensities of yellow and red emissions could be modulated by changing the content of the $Dy^{3+}$ and $Eu^{3+}$ ions incorporated into the host crystal.
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.33
no.5
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pp.393-399
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2020
A series of phosphors, SrWO4:5 mol% Dy3+, SrWO4:5 mol% Sm3+, and SrWO4:5 mol% Dy3+:x Sm3+ (x=1~15 mol%), were prepared using a facile co-precipitation. The crystal structure, morphology, photoluminescence properties, and application in anti-counterfeiting fields were investigated. The crystalline structures of the prepared phosphors were found to be tetragonal systems with the dominant peak occurring at the (112) plane. The excitation spectra of the Dy3+ singly-doped SrWO4 phosphors were composed of an intense charge-transfer band centered at 246 nm in the range of 210~270 nm and two weak peaks at 351 nm and 387 nm due to the 6H15/2→6P7/2 and 6H15/2→4I13/2 transitions of Dy3+ ions, respectively. The wavelength of 246 nm was optimum for exciting the luminescence of Dy3+ and Sm3+ co-doped SrWO4 phosphors. The emission spectra consisted of two intense blue and yellow emission bands at 480 nm and 573 nm corresponding to the 4F9/2→6H15/2 and 4F9/2→6H13/2 transitions of Dy3+, and two strong emission peaks at 599 nm and 643 nm originating from the 4G5/2→6H7/2 and 4G5/2→6H9/2 transitions of Sm3+, respectively. As the concentration of Sm3+ ions increased, the emission intensities of Dy3+ rapidly decreased, while the emission intensities of Sm3+ gradually increased. These results suggest that the color of the emission light can be tuned from yellow to white by changing the concentration of Sm3+ ions at a fixed 5 mol% Dy3+. Furthermore, the fluorescent security inks were synthesized for use in anti-counterfeiting applications.
Journal of the Korean institute of surface engineering
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v.50
no.3
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pp.206-211
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2017
$BiNbO_4:RE^{3+}$ (RE = Dy, Eu, Sm, Tb) phosphors were prepared by solid-state reaction at $1100^{\circ}C$ and their structural, photoluminescent, and morphological properties were investigated. XRD patterns exhibited that all the synthesized phosphors exhibited a triclinic system with a dominant (210) diffraction peak, irrespective of the type of activator ions. The surface morphologies of rare-earth-ion-doped $BiNbO_4$ phosphors were found to depend strongly on the type of activator ions. The $Eu^{3+}$ and $Dy^{3+}$ doped $BiNbO_4$ phosphors revealed a strong red (613 nm) emission resulting from the $^5D_0{\rightarrow}^7F_2$ transition of $Eu^{3+}$ and a dominant yellow (575 nm) emission originating from the $^4F_{9/2}{\rightarrow}^6H_{13/2}$ transition of $Dy^{3+}$ respectively, which were the electric dipole transitions, indicating that the activator ions occupy sites of non-inversion symmetry in the $BiNbO_4$ phosphor. The main reddish-orange emission spectra of $Sm^{3+}$-doped $BiNbO_4$ phosphors were due to the $^4G_{5/2}{\rightarrow}^6H_{7/2}$ (607 nm) magnetic dipole transition, indicating that the $Sm^{3+}$ ions were located at inversion symmetry sites in the $BiNbO_4$ host lattice. As for $Tb^{3+}$-doped phosphors, green emission was obtained under excitation at 353 nm and its CIE chromaticity coordinates were (0.274, 0.376). These results suggest that multicolor emission can be achieved by changing the type of activator ions incorporated into the $BiNbO_4$ host crystal.
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.29
no.3
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pp.186-191
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2016
The effects of $Eu^{3+}$ doping on the structural, morphological, and optical properties of $MgMoO_4:Dy^{3+},Eu^{3+}$ phosphors prepared by solid-state reaction technique were investigated. XRD patterns exhibited that all the synthesized phosphors showed a monoclinic system with a dominant (220) diffraction peak, irrespective of the content of $Eu^{3+}$ ions. The surface morphology of $MgMoO_4:Dy^{3+},Eu^{3+}$ phosphors was studied using scanning electron microscopy and the grains showed a tendency to agglomerate as the content of $Eu^{3+}$ ions increased. The excitation spectra of the phosphor powders were composed of a strong charge transfer band centered at 294 nm in the range of 230~340 nm and two intense peaks at 354 and 389 nm, respectively, arising from the $^6H_{15/2}{\rightarrow}^6P_{7/2}$ and $^6H_{15/2}{\rightarrow}^4M_{21/2}$ transitions of $Dy^{3+}$ ions. The emission spectra of the $Mg_{0.85}MoO_4$:10 mol% $Dy^{3+}$ phosphors without incorporating $Eu^{3+}$ ions revealed a strong yellow band centered at 573 nm resulting from the $^4F_{9/2}{\rightarrow}^6H_{13/2}$ transition of $Dy^{3+}$. As the content of $Eu^{3+}$ was increased, the intensity of the yellow emission was gradually decreased, while that of red emission band located at 614 nm began to appear, approached a maximum value at 10 mol%, and then decreased at 15 mol% of $Eu^{3+}$. These results indicated that white light emission could be achieved by controlling the contents of the $Dy^{3+}$ and $Eu^{3+}$ ions incorporated into the $MgMoO_4$ host crystal.
SrMoO4:RE3+ (RE=Dy, Sm, Tb, Eu, Dy/Sm) phosphors are prepared by co-precipitation method. The effects of the type and the molar ratio of activator ions on the structural, morphological, and optical properties of the phosphor particles are investigated. X-ray diffraction data reveal that all the phosphors have a tetragonal system with a main (112) diffraction peak. The emission spectra of the SrMoO4 phosphors doped with several activator ions indicate different multicolor emissions: strong yellow-emitting light at 573 nm for Dy3+, red light at 643 nm for Sm3+, green light at 545 nm for Tb3+, and reddish orange light at 614 nm for Eu3+ activator ions. The Dy3+ singly-doped SrMoO4 phosphor shows two dominant emission peaks at 479 and 573 nm corresponding to the 4F9/2→6H15/2 magnetic dipole transition and 4F9/2→6H13/2 electric dipole transition, respectively. For Dy3+ and Sm3+ doubly-doped SrMoO4 phosphors, two kinds of emission peaks are observed. The two emission peaks at 479 and 573 nm are attributed to 4F9/2→6H15/2 and 4F9/2→6H13/2 transitions of Dy3+ and two emission bands centered at 599 and 643 nm are ascribed to 4G5/2→6H7/2 and 4G5/2→6H9/2 transitions of Sm3+. As the concentration of Sm3+ increases from 1 to 5 mol%, the intensities of the emission bands of Dy3+ gradually decrease; those of Sm3+ slowly increase and reach maxima at 5 mol% of Sm3+ ions, and then rapidly decrease with increasing molar ratio of Sm3+ ions due to the concentration quenching effect. Fluorescent security inks based on as-prepared phosphors are synthesized and designed to demonstrate an anti-counterfeiting application.
Journal of the Korean institute of surface engineering
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v.53
no.4
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pp.131-137
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2020
A series of Dy3+, Sm3+, and Dy3+/Sm3+ doped Gd2WO6 phosphors were synthesized by the conventional solid-state reaction. The X-ray diffraction patterns revealed that all of the diffraction peaks could be attributed to the monoclinic Gd2WO6 crystal structure, irrespective of the type and the concentration of activator ions. The photoluminescence (PL) excitation spectra of Dy3+-doped Gd2WO6 phosphors contained an intense charge transfer band centered at 302 nm in the range of 240-340 nm and two weak peaks at 351 and 386 nm. Under an excitation wavelength of 302 nm, the PL emission spectra consisted of two strong blue and yellow bands centered at 482 nm and 577 nm. The PL emission spectra of the Sm3+-doped Gd2WO6 phosphors had a series of three peaks centered at 568 nm, 613 nm, and 649 nm, corresponding to the 6G5/2 → 6H5/2, 6G5/2 → 6H9/2, and 6G5/2 → 6H11/2 transitions of Sm3+, respectively. The PL emission spectra of the Dy3+- and Sm3+-codoped Gd2WO6 phosphors showed the blue and yellow emission lines originating from the 4F9/2 → 6H15/2 and 4F9/2 → 4H13/2 transitions of Dy3+ and reddish-orange and red emission bands due to the 4G5/2 → 6H7/2 and 4G5/2 → 6H9/2 transitions of Sm3+. As the concentration of Sm3+ increased from 1 to 15 mol%, the intensities of two PL spectra emitted by the Dy3+ ions gradually decreased, while those of the three emission bands due to the Sm3+ ions slowly increased, thus producing the color change from white to orange. The CIE color coordinates of Gd2WO6:5 mol% Dy3+, 1 mol% Sm3+ phosphors were (0.406, 0.407), which was located in the warm white light region.
Kadathala Linganna;Yong-Tak Ryu;Young-Ouk Park;Bong-Ahn Yu;Bok Hyeon Kim
Korean Journal of Optics and Photonics
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v.35
no.3
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pp.115-120
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2024
Magneto-optical (MO) materials have attracted much attention, since they can be utilized for various optical applications, such as magnetic field sensors, optical current sensors, optical isolators, and optical circulators. In this study, alumino-borosilicate (ABS) glasses with high concentrations of Dy3+ ions were fabricated by a conventional melt-quenching technique, and the dependence of their thermal, optical, and magneto-optical properties on Dy3+ ion concentration was investigated. The MO property of the glasses was investigated by measurement of Faraday rotation at 1550 nm. The Faraday rotation angle increased linearly with the increase of Dy3+ ion concentration in the glasses. A very high Verdet constant of -6.86 rad/(T·m) was obtained for glass with a Dy3+ ion concentration of 30 mol%. In addition, the ABS-Dy glasses showed good thermal stability of greater than 128 ℃ against crystallization, and high optical transmission of 70% in the visible to near-infrared windows of 480-720, 1390-1560, and 1800-2400 nm. Due to the high Verdet constant and good thermal stability, the ABS-Dy glasses in this study could be candidate optical materials for MO device applications at 1550 nm.
The ion exchange resins have been synthesized from chlormethyl styrene-1,4-divinylbenzene(DVB) with 1%, 2%, and 20%-crosslinking and macrocyclic ligand of cryptand 21 by copolymerization method and the adsorption characteristics of uranium(VI), copper(II) and dysprosium(III) metallic ions have been investigated in various experimental conditions. The synthesis of these resins was confirmed by content of chlorine, element analysis, and IR-spectrum. The effects of pH, equilibrium time, dielectric constant of solvent and crosslink on adsorption of metallic ions were investigated. The metal ion was showed fast adsorption on the resins above pH 3. The optimum equilibrium time for adsorption of metallic ions was about two hours. The adsorption selectivity determined in ethanol was in increasing order uranium$(UO^{2+}_2)\;>\;copper(Cu^{2+})\;>\;dysprosium(Dy^{3+})$ ion. The adsorption was in order of 1%, 2%, and 20% crosslink resin and adsorption of resin decreased in proportion to order of dielectric constant of solvents.
ZnS:Mn, Dy yellow phosphors for White Light Emitting Diode were synthesized by a solid state reaction method using ZnS, $MnSO_4{\cdot}5H_2O$, S and $DyCl_3{\cdot}6H_2O$ powders as starting materials. The mixed powder was sintered at $1000^{\circ}C$ for 4 h in an air atmosphere. The photoluminescence of the ZnS:Mn, Dy phosphors showed spectra extending from 480 to 700 nm, peaking at 580 nm. The photoluminescence of 580 nm in the ZnS:Mn, Dy phosphors was associated with $^4T_1{\rightarrow}^6A_1$ transition of $Mn^{2+}$ ions. The highest photoluminescence intensity of the ZnS:Mn, Dy phosphors under 450 nm excitation was observed at 4 mol% Dy doping. The enhanced photoluminescence intensity of the ZnS:Mn, Dy phosphors was explained by energy transfer from $Dy^{3+}$ to $Mn^{2+}$. The CIE coordinate of the 4 mol% Dy doped ZnS:Mn, Dy was X = 0.5221, Y = 0.4763. The optimum mixing conditions for White Light Emitting Diode was obtained at the ratio of epoxy : yellow phosphor = 1:2 form CIE coordinate.
Choi, Yong-Gyu;Song, Jay-Hyok;Shin, Yong-Beom;Chernov, Vladimir A.;Heo, Jong
Journal of the Korean Ceramic Society
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v.43
no.3
s.286
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pp.177-184
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2006
Dy $L_3$-edge XANES and EXAFS spectra of chalcogenide Ge-As-S glass doped with ca. 0.2 wt% dysprosium have been investigated along with some reference Dy-containing crystals. Amplitude of the white-line peak in XANES spectrum of the glass sample turns out to be stronger than that of other reference crystals, i.e., $DY_2S_3,\;Dy_2O_3\;and\;DyBr_3$. It has been verified from the Dy $L_3$-edge EXAFS spectra that a central Dy atom is surrounded by $6.7{\pm}0.5$ sulfur atoms in its first coordination shell in the Ge-As-S glass, which is relatively smaller than 7.5 of the $Dy_2S_3$ crystal. Averaged Dy-S inter-atomic-distance of the glass ($2.78{\pm}0.01{\AA}$) also turns out to be somewhat shorter than that of the $Dy_2S_3$ crystal ($2.82{\pm}0.01{\AA}$). Such nanostructural changes occurring at Dy atoms imply there being stronger covalency of Dy-S chemical bonds in the Ge-As-S glass than in the crystal counterpart. The enhanced covalency in the nanostructural environment of $Dy^{3+}$ ions inside the glass would then be responsible for optical characteristics of the $4f{\leftrightarrow}4f$ transitions of the dopants, i.e., increase of oscillator strengths and spontaneous radiative transition probabilities.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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