Europium이 첨가된 NaSr(PO₃)₃형광체의 형광특성 = Luminescence Properties of Europium-doped NaSr(PO₃)₃ Phosphor

국문 초록 (Abstract)

폴리 인산염 모체에 이온 반경이 유사한 Sr과 Eu 치환에 적합한 형광체를 찾아 단일 희토류 이온이 첨가된 형광체를 합성하고 후처리를 통해 형광 영역이 변화를 연구하였다. 고상법을 이용하여 Eu 이온이 첨가된 $NaSr(PO_3)_3$형광체를 합성하고 탄소열환원법을 통하여 $NaSr(PO_3)_3:Eu^{2+}$ 형광체를 완성하였다. 두 형광체 모두 X선 회절 측정을 통하여 결정상을 확인하였다. $NaSr(PO_3)_3:Eu^{3+}$의 여기 및 방출 스펙트럼 모두 $Eu^{3+}$ 농도가 증가할수록 형광 강도가 증가하였고 농도소광을 확인하였다. 방출스펙트럼에서 $Eu^{3+}$ 농도가 높아질수록 $Eu^{3+}$ 주변 환경의 국부적 대칭성이 높아지는 것 알 수 있었다. $NaSr(PO_3)_3:Eu^{2+}$ 농도별 방출스펙트럼에서 $Eu^{2+}$ 이온 농도 증가에 따른 $Eu^{2+}$ 이온 사이의 임계 거리가 가장 가까운 $Eu^{2+}$ 사이의 에너지 전달에 의해 형광이 감소하는 농도소광의 메커니즘을 확인하였다. 단일 희토류 이온이 첨가된 형광체의 후처리를 통해 형광 영역 변화가 가능하며 형광체 내 $Eu^{3+}$ 주변 환경의 국부적 대칭성과 $Eu^{2+}$ 이온간 거리에 따른 에너지 전달 및 농도소광 메커니즘 연구를 통하여 형광 특성 응용에 적합하고 효율성이 높은 형광체 개발에 좋은 모체 결정으로 사용 될 것으로 기대된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Phosphor with phosphorus doped with rare earth ions was investigated by searching Sr and Eu phosphors suitable for substitution of Eu ions with similar ionic radius to polyphosphate host. The $NaSr(PO_3)_3$ phosphor was synthesized by the solid state method and the $NaSr(PO_3)_3:Eu^{2+}$ phosphor was prepared by the carbon thermal reduction method. Both of the phosphors were identified by X - ray diffraction. The excitation and emission spectra of $NaSr(PO_3)_3:Eu^{3+}$ increased fluorescence intensity and intensity quenching with increasing $Eu^{3+}$ concentration. The higher the $Eu^{3+}$ concentration in the emission spectrum, the higher the local symmetry of $Eu^{3+}$ environment. The mechanism of concentration quenching, in which fluorescence decreases due to the energy transfer between $Eu^{2+}$ ions with the closest critical distance between $Eu^{2+}$ ions with increasing $Eu^{2+}$ ion concentration, was confirmed in the emission spectrum of $NaSr(PO_3)_3:Eu^{2+}$ concentration. It is possible to change the fluorescent region through the post-processing of single rare earth ion added phosphors, and it is possible to change the fluorescence by applying the energy transfer and concentration quenching mechanism according to the local symmetry of $Eu^{3+}$ will be used for high phosphor development.