Glycine Nitrate Process로 제조한 ZnO의 분말특성과 형광특성 및 전기적 성질에 관한 연구 = Studies on Photoluminescence and Electric Properties of ZnO Prepared by Glycine Nitrate Process

국문 초록 (Abstract)

저 전압용 형광체는 최근에 활발히 연구가 진행되고 있으며 가장 대표적인 형광채가 ZnO : Zn 녹색 형광체이다. ZnO:Zn 형광체는 자체발광형 형광체로써 ZnO을 환원분위기 하에서 열처리를 함으로써 얻을 수 있다. 본 연구에서는 자발착화 연소 반응법(Glycine Nitrate Process)을 이용하여 ZnO:Zn 분말을 합성하여 분말특성을 알아보고 광학적 특성 및 전기적 성질을 관찰해 보았다.
출발물질로는 Zn Nitrate와 Glycine을 이용하였고 자발연소 반응이 발생하는데 적절한 글리신의 양을 확인하기 위해서 글리신과 양이온의 비를 변화시키며 ZnO를 합성하고 BET로 가장 이상적인 합성 조건을 관찰하였다. 그리고 분위기에 따른 Zn Excess의 발생 양을 관찰하기 위해 O₂와 Air 및 N₂ 분위기에서 TG를 측정하고 N₂ 분위기에서 각기 500℃, 750℃, 950℃의 온도에서 열처리를 행하였다. 제조된 ZnO 분말의 입자형태와 결정상태는 SEM과 XRD를 이용하여 분석하였고 Particle size analyzer로 분말의 크기를 알아보았으며 형광체로써의 발광특성을 살펴보기 위해 PL을 이용하여 발광피크를 관찰하였다. 그리고 온도와 Zn excess 양에 따른 전기전도도의 관계를 4-point법으로 측정, 관찰하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Typical phosphor with low voltage is ZnO:Zn green phosphor has been intensively studied in recent years. ZnO:Zn phosphor luminescent itself and can be obtained through ZnO is been heating at deoxidation atmosphere. In this study, ZnO:Zn powders were prepared by one of the self sustaining combustion method, glycine nitrate process, and it was observed their optical, electrical and powder properties.
Starting materials are Zn-nitrate and glycine and the most synthesis condition was detected by BET measurement through reacted glycine and cation mole% were variously adjusted. And then amounts of Zn excess are measured by thermal gravity in various conditions of 0₂, air and N₂ atmosphere and heat treatment was being at various temperature of 500℃, 750℃ and 950℃ in N₂ atmosphere.
Particle and crystal shapes of prepared ZnO powders are measured by SEM and TEM and particle size of powders is detected by particle size analyzer. To confirm their luminous characteristic, luminous peaks are observed by PL measurement. Electric conductivity is measured by 4-point prove method to obtain relationship between temperature and amount of Zn excess.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• 국문요약 = i
• List of Figure = ii
• List of Table = iv
• 제1장 서론 = 1
• 제2장 이론적 고찰 = 3
• 2-1 발광(photoluminescence) = 3
• 2-2 ZnO의 특성 = 5
• 2-2-1 ZnO의 일반적 특성 = 5
• 2-2-2 ZnO의 발광 특성 = 8
• 2-2-3 비화학량론적인 특성 = 8
• 2-3 GNP법 = 9
• 제3장 실험 방법 및 측정 = 12
• 3-1 출발물질과 조성 = 12
• 3-2 상분석 및 미세구조 관찰 = 12
• 3-3 열처리 = 14
• 3-4 PL(Photoluminescence spectroscopy) 측정 = 14
• 3-5 전도도 측정 = 15
• 3-5-1 시편 제조 = 15
• 3-5-2 전도도 측정 = 15
• 제4장 결과 및 고찰 = 18
• 4-1 BET 분석 = 18
• 4-2 TG-DTA 분석 = 20
• 4-3 상분석 및 미세구조 고찰 = 24
• 4-4 PL 특성 고찰 = 25
• 4-5 전도도 관찰 = 34
• 제5장 결론 = 37