Na3Gd(PO4)2:Eu3+ 형광체의 분광학 특성 (Optical Spectroscopy on Eu^3+Ion-doped Na_Gd(PO_4)_2 Phosphors)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 62권 / 8호 / 900 ~ 905페이지
· 저자명 : 전병천, 구재흥, 서효진

초록

Eu^3+ 이온이 첨가된 Na_3Gd(PO_4)_2 형광체를 공기분위기에서 고상법으로 합성하였다. 합성된Na_3Gd(PO_4)_2:Eu^3+ 시료의 결정상과 결정화 정도는 x-선회절 실험으로 분석 및 확인하였다. 진공자외선-자외선-가시광선영역에서 형광의 여기 및 방출 스펙트럼을 조사하였다. 진공 자외선여기로 인해 Gd^3+이온의 ^6P_7/2→^8S_7/2전이에 의한 313 nm 방출 선을 관찰하였으며 Eu^3+ 농도가 증가하면313 nm 형광세기가 급격히 감소하고 수명시간도 매우 짧아지는 것을 알수 있었다. 이는 Na_3Gd(PO_4)_2:Eu^3+가 호스트의PO$_4^3-엑시톤 밴드에서 진공자외선 에너지를 흡수하여 호스트 구성원소인 Gd^3+ 이온으로의 이완과정을 거쳐 Gd^3+ 이온에서Eu^3+ 이온으로의 에너지 전달이 일어나 Eu^3+ 형광이 방출되기때문이다. 266 nm 레이저 여기에 의한 고 해상도 방출 스펙트럼에서Eu^3+ 이온은 Na_3Gd(PO_4)_2 결정에서 세 개 이상의 서로다른 사이트에 존재하는 것을 확인하였다. 이중 두 개의 사이트는 Na^+자리를 차지한 Eu^3+에 의한 것으로 여겨지며 전하보상에 의한 서로다른 Na^+사이트의 존재가 가능한 것으로 분석되었다.

영어초록

Eu^3+-doped Na_3Gd(PO_4)_2 phosphors were synthesized by using a solid-state reaction at high temperatures in air. The formation of single phase Na_3Gd(PO_4)_2 was confirmed by using X-ray powder diffraction analysis. The optical properties of Na_3Gd(PO_4)_2:Eu^3+ were investigated by using emission,excitation and time-resolved spectroscopy under vacuum ultraviolet (VUV) and ultra violet (UV) excitations. The strong emission line at 313 nm due to the ^6P_7/2→^8_7/2 transition of Gd^3+ was observed for the 0.001 mol % Eu-doped Na_3Gd(PO_4)_2 phosphor under excitation at 174 nm. The 313 nm line was too weak to be observed for an Eu concentration of 5 mol %. The decay time of the 313 nm emission was estimated to be 2.58ms for Na_3Gd(PO_4)_2:Eu^3+(0.001 mol%), which was significantly shortened to 0.13 ms for a Eu concentration of 5.0mol%. The results indicate that the PO_4^3- excitons excited by the absorption of VUV radiation relax to the ^6P_7/2 state of Gd^3+, followed by a strong Eu^3+emission at 612 nm due to the energy transfer from Gd^3+ to Eu^3+ ions. Eu^3+ ions were found to occupy at least three different crystallographic sites in the Na_3Gd(PO_4)_2 lattice. We assume that one Gd^3+site and two Na^+ sites with different charge compensators are responsible for the three sites for Eu^3+ ions in Na_3Gd(PO_4)_2.

참고자료

· 없음