Eu3+-doped SnO2 (SnO2:Eu3+) phosphor thin films were grown on quartz substrates by radio-frequency magnetron sputtering. The deposition temperature was varied from 100 to 400 ℃. The X-ray diffraction patterns showed that all the thin films had two mixed phases of SnO2 and Eu2Sn2O7. The 880 nmthick SnO2:Eu3+ thin film grown at 100 ℃ exhibited numerous pebble-shaped particles. The excitation spectra of SnO2:Eu3+ thin films consisted of a strong and broad peak at 312 nm in the vicinity from 250 to 350 nm owing to the O2--Eu3+ charge transfer band, irrespective of deposition temperature. Upon 312 nm excitation, the SnO2:Eu3+ thin films showed a main emission peak at 592 nm arising from the 5D0→7F1 transition and a weak 615 nm red band originating from the 5D0→7F2 transition of Eu3+. As the deposition temperature increased, the emission intensities of two bands increased rapidly, approached a maximum at 100 ℃, and then decreased slowly at 400 ℃. The thin film deposited at 200 ℃ exhibited a band gap energy of 3.81 eV and an average transmittance of 73.7% in the wavelength range of 500-1100 nm. These results indicate that the luminescent intensity of SnO2:Eu3+ thin films can be controlled by changing the deposition temperature.
본 연구는 고상법으로 형광체를 합성하였다. 모체 물질은 $La_2W_3O_{12}$에 활성제로 $Eu^{3+}$이온을 첨가하여 활성제 조성변화에 따른 XRD 분석과 여기 및 방출 스펙트럼 및 온도에 따른 형광 스펙트럼 분석과 수명시간을 측정하였다. $La_2W_3O_{12}:Eu^{3+}$의 1 mol%의 XRD 스펙트럼은 ICSD 카드 (78180)에 보고된 데이터 스펙트럼과 비교하였을 때 XRD 스펙트럼이 잘 일치함을 확인 하였다. $La_2W_3O_{12}$ 형광체에 활성제로 $Eu^{3+}$이온 1 mol%를 첨가한 여기 스펙트럼에서는 286 nm 근처에서 286 nm 넓은 전하전달밴드가 관찰된다. 이 전하전달밴드는 $WO_4$그룹과 $Eu^{3+}$이온의 전하 전달 밴드이며 $O^{2-}-W^{6+}$, $O^{2-}-Eu^{3+}$의 ligand-to-metal 전하 전달 흡수가 이루어진다. 350~500 nm 영역에서는 $Eu^{3+}$의 f-f 전이에 의한 피크가 나타났다. 여기 스펙트럼에서 $Eu^{3+}$의 $^7F_0{\rightarrow}{^5D_4},{^5D_4},{^5L_6},{^5G_4},{^5D_3},{^5D_2}$ 전이에 해당한다. 방출 스펙트럼은 280, 395 nm로 각각 여기한 결과 $Eu^{3+}$이온의 $^5D_0{\rightarrow}^7F_2$(618nm)에서 강한 피크가 보였다. 희토류 이온이 도핑 되지 않은 $La_2W_3O_{12}$ 형광체를 266 nm로 여기하여 온도에 변화 따른 방출 스펙트럼은 저온에서 상온으로 갈수록 형광의 세기가 약하게 나타났다. 온도에 따른 수명시간은 7 K($114{\mu}s$), 100 K($94{\mu}s$), 200 K($10{\mu}s$), 300 K($0.5{\mu}s$)로 나타났다.
Dy3+- and Eu3+-codoped BaWO4 phosphors for white light-emitting diode were synthesized with different activator ions via a solid-state reaction process. The structural, morphological, and optical properties of the BaWO4:Dy3+,Eu3+ phosphors were investigated as a function of Eu3+ concentration at a fixed concentration of Dy3+ ions. XRD patterns exhibited that all the synthesized phosphors had a tetragonal system, irrespective of the concentrations of Dy3+ and Eu3+ ions. The excitation spectra of the synthesized phosphors were composed of three intense bands centered at 251, 355, and 393 nm and several weak peaks. For the BaWO4:Dy3+,Eu3+ phosphors synthesized with 1 mol% of Eu3+, the emission spectra under ultraviolet excitation at 393 nm showed two strong blue and yellow bands at 485 and 577 nm corresponding to the 4F9/26H15/2 and 4F9/26H13/2 transitions of Dy3+ ions, respectively and several weak bands in the range of 600-700 nm resulting from the 4f transitions of Eu3+ ions. As the concentration of Eu3+ ions increased, intensities of the blue and yellow emission bands gradually decreased while those of the red emissions increased rapidly and the energy transfer efficiency from Dy3+ to Eu3+ ions was 95.3% at 20 mol% of Eu3+. The optimum white light emission with x=0.363, y=0.357 CIE 1931 chromaticity coordinates was obtained for the sample doped with 5 mol% Dy3+ and 1 mol% of Eu3+.
Nazarov, Michael;Kang, Jong-Hyuk;Jeon, Duk-Young;Bukesov, Sergey;Popovici, Elisabeth-Jeanne;Muresan, Laura
한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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한국정보디스플레이학회 2004년도 Asia Display / IMID 04
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pp.1087-1090
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2004
Samples of yttrium oxide doped with trivalent europium have been prepared by ceramic techniques, under different synthesis conditions; barium chloride ($BaCl_2$) and sodium tetraborate ($Na_2B_4O_7$) were tested as flux. The improvement of luminescence properties in dependence on substitution of $Eu^{3+}$ for $Y^{3+}$ in the host lattice, under electron and UV excitations is demonstrated The obtained results are discussed with respect to the employed processing method.
$Tb^{3+}$ or $Eu^{3+}$ or $Ce^{3+}$-doped $CaYAlO_4$ phosphor were synthesized by solid-state method. $CaYAlO_4:Tb^{3+}$ is shown that the $Tb^{3+}$-doping concentration has a significant effect on the $^5D_4/^5D_3{\rightarrow}7F_J$ (J=6,...,0) emission intensity of $Tb^{3+}$. The $CaYAlO_4:Tb^{3+}$ phosphors show tunable photoluminescence from blue to yellow with the change of doping concentration of $Tb^{3+}$ ions. The $CaYAlO_4:Eu^{3+}$ phosphors exhibit a red-orange emission of $Eu^{3+}$ corresponding to $^5D_0$, $_{1,2}{\rightarrow}^7F_J$ (J=4,...,0) transitions. The $CaYAlO_4:Ce^{3+}$ phosphors show a blue emission due to $Ce^{3+}$ ions transitions from the 5d excited state to the $^2F_{5/2}$ and $^2F_{7/2}$ ground states. The decay time of $CaYAlO_4:Tb^{3+}$ phosphors decrease from 1.33 ms to 0.97 ms as $Tb^{3+}$ concentration increases from 0.1 mol% to 7 mol%. The decay time of $CaYAlO_4:Eu^{3+}$ phosphors increase from 0.94 ms to 1.17 ms as $Eu^{3+}$ concentration increases from 1 mol% to 9 mol%.
Park, Il-Woo;Park, Chang-Kyun;Lee, Deok-Jin;Yoo, Jea-Soo
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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제4권1호
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pp.29-33
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2003
Europium doped yttrium oxide submicron-sized particles were prepared by ultrasonic aerosol pyrolysis. To examine the size effect of submicron-sized-particle, the photoluminescence of the particles was investigated. The particle size was controlled by pH, reaction temperature, molar concentration of yttrium in precursor solution. The PL intensity of submicron-sized particles was decreased with particles size. When the particle size is above about 150 times of Bohr radius of Y$_2$O$_3$, the optical property of the particles shows the bulk characteristics.
고상 반응법을 사용하여 $Sm^{3+}$ 이온의 함량비를 변화시키면서 $Gd_{1-x}VO_4:{Eu_x}^{3+}$ 형광체 분말을 합성하였다. 모든 형광체 시료의 결정 구조는 $24.76^{\circ}$에 중심을 갖는 (200) 주 회절 피크로 구성되는 정방정계이었으며, 결정 입자의 형상은 $Sm^{3+}$ 이온의 함량비가 0.05 mol일 때 구형에 근접하고 균일한 크기 분포를 나타내었다. 발광 특성의 경우에, $Sm^{3+}$ 이온의 함량비에 관계없이 모든 형광체 분말은 파장 565, 603, 645 nm에 피크를 갖는 각각 황색, 주황색, 적색 형광을 보였다. $Sm^{3+}$ 이온의 함량비가 증가함에 따라 흡수 스펙트럼의 세기는 감소하는 경향을 나타내었으며, $Sm^{3+}$ 이온의 함량비가 0.05 mol일 때 최대 흡수와 발광 스펙트럼이 관측되었고, 대칭비의 값은 1.19이었다.
The mechanochemical process were employed to prepare the red phosphors (Y,Gd)$BO_3:Eu^{3+}$. The main factors affecting particle size, particle distribution, and luminescent properties of the product were investigated in details. Particles sized around 200-600 nm are formed after intensive milling. The phosphors were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM) and photoluminescence spectrum. Results revealed that phosphors with different morphology, small particle size and high luminescence intensity could be obtained by mechanochemical process.
백색 LED 기술이 발달함에 따라 적색 형광체는 산업 및 학계에서 점차 중요성이 커지고 있으며, 시장에서 수요는 꾸준히 증가했다. 적색 형광체는 고효율 및 고연색의 LED 조명에 사용된다. 그러나 $Eu^{2+}$ 활성제를 사용한 적색 형광체는 4f-5d 전이로 발생하는 녹색 또는 황색 스펙트럼 영역에서의 강한 재흡수로 인해 백색 LED 칩에서 색상 변경 및 발광 강도의 저하를 유발했다. 이러한 단점이 없고 연색성 지수(CRI)를 더 향상할 수 있는 $Mn^{4+}$ 도핑된 형광체가 현재 매우 중요하다. 그러나 $Mn^{4+}$ 도핑된 형광체는 $^2E_g{\rightarrow}^4A_2$ 전이로 인하여 발광 파장이 모체에 따라 결정된다는 단점이 있다. 본 연구는 동일구조의 $SrGe_4O_9$와 $BaGe_4O_9$ 모체를 합성하여 $Sr_{1-x}B_axGe_4O_9:Mn^{4+}{_{0.005}}$ (x = 0, 0.25, 0.5, 0.75 and 1)를 얻었다. 이로 인해 LED 기술의 다양한 색상 조정이 가능해졌다.
고상 반응법을 이용하여 처음으로 $Li_2SrSiO_{4-{\alpha}}N_{\alpha}:Eu^{2+}$ 형광체를 제조하고, 제조된 시료들에 대한 결정성 및 광학적 특성을 비교, 분석하였다. 제조된 시료들은 모두 230~530 nm의 넓은 영역에서 효율적인 여기 특성을 보이고 있다. 본 연구에 사용된 시료들 모두 568 nm에서 최대 발광 세기를 보이는데 이는 현재 상용 중인 $YAG:Ce^{3+}$에 비하여 최대 발광 세기가 약 18 nm 장파장 영역으로 이동함을 의미한다. 따라서 450 nm의 빛을 발하는 청색 LED와 결합하면, $YAG:Ce^{3+}$를 사용하여 상용화된 기존의 백색광보다 보다 따듯한 느낌의 백색광원용 형광체로 활용될 수 있으리라 판단한다. 또한 질소의 원료 물질로 사용된 $Si_3N_4$의 분말크기가 마이크론인 경우에 광활성 이온인 $Eu^{2+}$가 첨가되지 않아도 모체발광이 일어난다는 것을 처음으로 알게 되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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