• 한국결정성장학회지
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• 제23권3호
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• pp.142-145
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• 2013

The upconversion (UC) luminescence of $Li^+/Er^{3+}/Yb^{3+}$ co-doped $CaWO_4$ phosphors and effects of $Yb^{3+}$ concentration are investigated in detail. Single crystallized $CaWO_4$ : $Li^+/Er^{3+}/Yb^{3+}$ phosphor can be obtained, co-doped up to 35.0/5.0/30.0 mol% ($Li^+/Er^{3+}/Yb^{3+}$) by solid-state reaction. Under 980 nm excitation, $CaWO_4$ : $Li^+/Er^{3+}/Yb^{3+}$ phosphor exhibited strong green UC emissions visible to the naked eye at 530 and 550 nm induced by the intra 4f transitions of $Er^{3+}$ ($^4H_{11/2}$, $^4S_{3/2}{\rightarrow}^4I_{15/2}$). The optimum doping concentrations of $Yb^{3+}$ that would result in the highest UC luminescence were determined, and a possible UC mechanism that depends on the pumping power is discussed in detail.

• 인포메이션 디스플레이
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• 제21권3호
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• pp.18-27
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• 2020

• 한국결정성장학회지
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• 제22권5호
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• pp.241-246
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• 2012

본 연구에서는 complex citrate-gel method를 이용하여 $Yb3^{3+}$, $Er^{3+}$ 이온이 동시 도핑 된 $SrMoO_4$($SrMoO_4$: $Yb^{3+}/Er^{3+}$)를 성공적으로 합성하였으며, 그 구조적, 광학적 특성을 분석하였다. 980 nm의 근적외선 여기 광 하에서 상기 분말은 530 및 550 nm 부근의 강한 녹색 방출과 670 nm 부근에서의 약한 적색 방출은 $Er^{3+}$ 이온 내의 intra 4f transition $Er^{3+}$($^4F_{9/2}$, $^2H_{11/2}$, $^4S_{3/2}$) ${\rightarrow}$ $Er^{3+}(^4I_{15/2})$에 의한 현상임을 확인하였다. 또한, $Er^{3+}$ 및 $Yb^{3+}$ 이온의 최적 도핑 농도는 각각 2/16 mol%로 조사되었으며 그에 따른 형성 가능한 upconversion 메커니즘에 대하여 논의하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.420.2-420.2
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• 2016

Various fields have been paid attention to upconversion nanoparticles (UCNPs) because of its unique optical properties. Moreover, to use the UC luminescent techniques through cell images for identified apoptosis/necrosis of cancer cells have been performed. They have been studied for a versatile biomedical application such as a biosensing tool, or delivery of active forms of medicines inside living cells. UCNPs have distinctive characteristics such as photoluminescence, special emission, low background fluorescence signal and good colloidal stability, which have many advantages compared with the organic dyes and quantum dots. UCNPs have not only a great potential for imaging (UC luminescence) but also therapies (photo-thermal therapy, PTT and photo-dynamic therapy, PDT) in cancer diagnostics. Therefore, we report the enhancement of upconversion red emission in NaYF4:Yb3+,Er3+ nanoparticles, synthesized via solid-state method with the thermal decomposition of trifluoroacetate as precursors and organic solvent at a high boiling point. The UCNPs have an emission in the field of near infrared wavelength, cubic shape and nano-size in length. In this study, we will further investigate it for cancer therapy with NIR optical detection onto the solid substrate.

• 새물리
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• 제68권12호
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• pp.1308-1314
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• 2018

본 연구에서는 고상반응법을 이용하여 $(Y_{0.85-x}Yb_{0.15})_3Ga_5O_{12}:Er^{3+}_x$ 형광체 분말을 합성하고 그 분말의 형광특성을 연구하였다. $Yb^{3+}$ 이온의 농도를 0.15 mol에 고정하고 $Er^{3+}$ 이온의 농도를 변화시키며 제작된 $(Y_{0.85-x}Yb_{0.15})_3Ga_5O_{12}:Er^{3+}_x$ 형광체의 결정성을 X-선 회절장치를 이용하여 형광체 분말의 결정성을 측정하였다. $(Y_{0.85-x}Yb_{0.15})_3Ga_5O_{12}:Er^{3+}_x$ 분말은 $Er^{3+}$ 이온의 함유량에 관계없이 입방정계 구조의 다결정 상으로 성장하였음을 확인할 수 있었다. 형광광도계를 이용하여 형광체의 형광특성을 관찰하였으며, 980 nm 레이저 다이오드와 분광기를 이용하여 형광체의 상방전환 형광특성을 분석하였다. 980 nm 레이저 다이오드로 여기시킨 $(Y_{0.85-x}Yb_{0.15})_3Ga_5O_{12}:Er^{3+}_x$ 형광체의 상방전환 발광스펙트럼은 553 nm 부근의 강한 녹색 형광과 660 nm에서의 약한 적색 형광을 나타내었다. 형광과 상방전환에 의한 형광의 세기는 $Er^{3+}$ 이온의 첨가량이 0.12 mol 일 때 가장 높게 나타났으며, 에너지 전달 과정을 이용해 상방전환에 의한 형광 특성을 분석하였다.

• 한국재료학회지
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• 제29권12호
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• pp.741-746
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• 2019

New triple tungstate phosphors NaPbLa(WO₄)₃:Yb³⁺/Ho³⁺ (x = Yb³⁺/Ho³⁺ = 7, 8, 9, 10) are successfully fabricated by microwave assisted sol-gel synthesis and their structural and frequency upconversion (UC) characteristics are investigated. The compounds crystallized in the tetragonal space group I4₁/a and the NaPbLa(WO₄)₃ host have unit cell parameters a = 5.3927(1) and c = 11.7961(3) Å, V = 343.05(2) ų, Z = 4. Under excitation at 980 nm, the phosphors have yellowish green emissions, which are derived from the intense ⁵S₂/⁵F₄→⁵I₈ transitions of Ho³⁺ ions in the green spectral range and strong ⁵F₅→⁵I₈ transitions in the red spectral range. The optimal Yb³⁺:Ho³⁺ ratio is revealed to be x = 9, which is attributed to the quenching effect of Ho³⁺ ions, as indicated by the composition dependence. The UC characteristics are evaluated in detail under consideration of the pump power dependence and Commission Internationale de L'Eclairage chromaticity. The spectroscopic features of Raman spectra are discussed in terms of the superposition of Ho³⁺ luminescence and vibrational lines. The possibility of controlling the spectral distribution of UC luminescence by the chemical content of tungstate hosts is demonstrated.

• Current Optics and Photonics
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• 제3권3호
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• pp.248-255
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• 2019

Spherical $CeO_2:Ho^{3+}/Yb^{3+}$ particles were synthesized using spray pyrolysis, and the upconversion (UC) properties were investigated with changing the preparation conditions and the infrared pumping power. The resulting particles had a size of about $1{\mu}m$ and hollow structure. The prepared $CeO_2:Ho^{3+}/Yb^{3+}$ particles exhibited intense green emission due to the $^5F_4/^5S_2{\rightarrow}^5I_8$ transition of $Ho^{3+}$ and showed weak red or near-IR peaks. In terms of achieving the highest UC emission, the optimal concentrations of $Ho^{3+}$ and $Yb^{3+}$ were 0.3% and 2.0%, respectively. The UC emission intensity of prepared $CeO_2:Ho^{3+}/Yb^{3+}$ particles had a linear relationship with crystallite size and concentration quenching was caused by dipole-dipole interaction between the same ions. Based on the dependency of UC emission on the pumping power, the observed green upconversion was achieved through a typical two-photon process and concluded that the main energy transfer from $Yb^{3+}$ to $Ho^{3+}$ was involved in the ground-state adsorption (GSA) process.

• Journal of Industrial and Engineering Chemistry
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• 제67권
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• pp.236-243
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• 2018

A series of $Er^{3+}/Yb^{3+}$ co-doped fluorophosphate glasses with varying $YbF_3$ concentration were prepared by a high temperature melt quenching technique. Absorption and emission cross-sections were determined by using the McCumber theory. The larger emission cross-section ($9.86{\times}10^{-21}cm^2$) and longer fluorescence lifetime (12.37 ms) were obtained for the $^4I_{13/2}{\rightarrow}^4I_{15/2}$ transition of ABS3Er4Yb glass. The sensitivity and temperature of the maximum sensitivity were evaluated by the fluorescence intensity ratio method from the measured upconversion spectra. The results were discussed and compared to the other reported glasses.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권5호
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• pp.620-626
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• 2015

$Ho^{3+}$가 도핑된 $SrAl_2O_4$ 상향전환 형광체 분말을 분무열분해법으로 제조하고 활성제의 농도, 후 열처리 온도 변화에 따른 결정학적 구조와 발광 특성을 조사하였다. 또한 유기 첨가제 사용에 따른 형광체의 결정구조, 표면적 및 휘도 변화를 조사하였다. $SrAl_2O_4:Ho^{3+}$는 $Ho^{3+}$의 $^5F_4/^5S_2{\rightarrow}^5I_8$ 전이에 기인한 강한 녹색 발광을 보였다. 가장 높은 발광 강도를 보이는 $Ho^{3+}$ 농도는 0.1%였고, 그 이상의 농도에서는 활성 이온간 쌍극자-쌍극자 상호 작용에 의에 농도소강이 일어나 발광 휘도는 급격히 감소하였다. 여기 광원의 전력 세기에 따른 발광 휘도 변화 관찰로부터 $SrAl_2O_4:Ho^{3+}$의 녹색 발광은 2광자가 관여된 바닥상태흡수-여기상태흡수 과정을 통해 효율적으로 일어남이 확인되었다. 합성된 분말의 주상은 단사정계이고 일부 육방정계 상이 존재하였다. 후 열처리 온도를 $1000^{\circ}C$에서 $1350^{\circ}C$로 증가시킴에 따라 $SrAl_2O_4:Ho^{3+}$는 육방정계 상이 줄어 들면서 단상정계의 결정성이 향상되었다. 그러나 $1350^{\circ}C$에서도 일부 육방정계 상은 존재하였다. 구연산(CA)과 에틸렌 글리콜(EG)을 첨가해준 분무 용액으로부터 제조한 경우, 육방정계 상이 없는 순수한 단사정계 상으로 향상된 결정성을 가지는 $SrAl_2O_4:Ho^{3+}$가 제조되었다. 또한 유기 첨가제와 함께 N,N-Dimethylformamide(DMF)를 분무용액에 넣어 줌으로써 형광체의 표면적을 크게 감소시킬 수 있었다. 그 결과 CA/EG/DMF를 넣고 제조한 $SrAl_2O_4:Ho^{3+}$ 형광체는 유기 첨가물 없이 제조한 형광체에 비해 발광 휘도가 약 168% 향상되었다. 이러한 휘도 증대는 $SrAl_2O_4:Ho^{3+}$ 형광체의 결정상이 순수해졌고, 결정성 증대와 표면 결함을 최소화시킨 결과라고 결론지었다.

• 공업화학
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• 제26권3호
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• pp.319-325
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• 2015

분무열분해법을 이용하여 서브 미크론 크기의 $CeO_2:Er^{3+}/Yb^{3+}$ 상향 변환 형광체 입자를 합성하고 $Er^{3+}$ 및 $Yb^{3+}$ 농도 변화에 따른 발광특성을 조사하였다. 합성한 $CeO_2:Er^{3+}/Yb^{3+}$는 $Er^{3+}$ 활성이온의 $^4S_{3/2}/^2H_{11/2}{\rightarrow}^4I_{15/2}$ 및 $^4F_{9/2}{\rightarrow}^4I_{15/2}$ 전이에 기인한 강한 녹색 및 적색 발광을 보였다. 가장 높은 발광을 보이는 활성제 농도는 Er = 1.0% 그리고 Yb = 2.0%이며, 농도소광 현상은 쌍극자-쌍극자 상호작용을 통해 일어남이 확인되었다. 레이저 다이오드 여기 광 세기에 대한 발광강도 의존성을 활성이온 농도에 따라 조사하였고, 발광 중간 에너지 레벨의 주 소멸과정을 고려하여 발광 메커니즘을 조사하였다. $Yb^{3+}$에서 $Er^{3+}$으로 에너지 전달은 바닥 상태 흡수(ground state absorption, GSA)에 기여하고, $Yb^{3+}$ 도핑은 $^4I_{11/2}{\rightarrow}^4I_{13/2}$ 전이를 가속화시켜 적색/녹색 발광세기 비를 상승시킨다. 최종적으로 분무열분해법으로 제조된 $CeO_2:Er^{3+}/Yb^{3+}$ 형광체의 발광은 선형 감쇠가 중간 에너지 레벨의 고갈을 지배하는 2 광자 프로세스에 의해 일어남을 확인하였다.