[형광체] 형광체

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목차

1. 형광체에 대한 호기심
2. 발광현상(Luminescence, 이하 발광)과 형광체의 정의
3.형광체의 기원과 형광체 연구의 필요성
4.형광체의 구성
5.형광체의 발광 메커니즘과 분류
6.Photoluminescence(광 발광) 형광체의 정의와 종류
7.Cathodoluminescence(음극선 발광) 형광체의 정의와 종류
8.기 타

본문내용

■발광의 분류
발광은 크게 2가지의 기준으로 분류할 수 있다. 한 가지는 발광을 일으키기 위한 자극에 따른 분류이다. 자극에 따른 분류로는 전기, 광, 열, 음극선 발광으로 나뉘어진다.
자세한 내용은 아래에서 큰 타이틀로 다루겠다.
또 다른 분류기준은 발광 지속시간이다. 발광은 발광의 계속시간에 따라 인광과 형광으로 구별된다. 형광은 자극이 작용하고 있는 사이에만 발광하는 것이고 인광은 자극을 제거한 후에도 계속 어느 정도 발광을 계속하는 것이다.
ꋮ 형광 (Fluorescence)
물질의 반사색이나 투과색과는 다른 색조를 띠고 일반적으로 조사광보다 파장이 길다. 예로 태양광선 아래 관찰되는 붉은색 잉크에서 볼 수 있는 초록색, 등유의 유청색 등을 들 수 있으며 특히 자외선이 많이 들어 있는 광선을 사용하면 많은 물질들이 다소간의 형광성을 나타내게 된다. 형광등 같은 것은 관내에서 발생하는 자외선의 자극으로 생기는 형광(가시광선)을 이용하는 것이다. 빛 이외에 X선, 방사선, 음극선 등도 형광을 발생하게 하는 원인이 된다. 형광은 같은 스핀다중도를 가진 전자상태 사이의 전이(단일항->단일항)에 의한 발광이다. 자극이 지속될 때만 빛을 발하며 자극이 제거되었을 때는 빛을 발하지 않는다.
물질이 형광을 발생하는 물리적 과정은 빛에너지를 흡수한 형광물질이 그 일부를 다시 빛에너지로서 복사하는 현상으로 취급된다. 일반적으로 빛에너지는 파장이 짧을수록 크기 때문에 자극광보다 에너지가 적은 형광의 파장이 자극광의 파장보다 길다고 하는 스토크스의 법칙(Stokes'law)을 이 현상으로 설명할 수 있다. 형광의 스펙트럼을 형광스펙트럼이라 하는데 보통 기체에서는 휘선스펙트럼, 액체에서는 복잡한 띠 스펙트럼, 그리고 고체에서는 좁은 범위의 연속스펙트럼이 된다. 이것은 분자 내에서의 빛에너지의 교환과정이 복잡하다는 것을 나타내고 있다.
ꋮ 인광 (Phosphorescence)
자극이 더 이상 지속되지 않을 때도 빛을 발하는 현상이다. 형광과는 달리 서로 다른 스핀다중도를 가진 전자 상태의 전이(삼중항->단일항)로 발광하게 된다. 전자가 들뜬 상태가 된 후 바로 바닥 상태로 돌아가 버려 순간적으로만 빛을 발하는 형광과는 달리 인광에서는 들뜬 상태의 전자가 일단 준안정상태가 된 다음에 바닥 상태가 된다. 천연 보석에 자외선 또는 X선을 쪼이면 인광 현상이 일어나는 것을 볼 수 있다. 옛날 얘기에 나오는 도깨비불 같은 것도 인광의 한 형태라 할 수 있는데, 사람의 뼈 속에 들어있던 인이 특정한 상태에서 인광을 발하여 나타난 것으로 생각된다.

참고 자료

재료공학 관련 문서 및 홈페이지