Eu²+ 이온이 첨가된 CaF₂ 나노 분말의 레이저 분광학적 연구

장경혁 한국물리학회 2010 새물리 Vol.60 No.4

Eu-doped CaF₂nanoparticles were synthesized by the sol-gel method using the trifluoro-aceticc acid (TFA). An efficient reduction from Eu³+ to Eu²+ was obtained by the thermal-carbon reducing atmosphere (TCRA) treatment with activated carbon. The temperature dependence of lumines-cence properties of Eu-doped CaF₂nanopaticles are investigated by laser excitation spectroscopy. Luminescence emission spectra under 355 nm excitation were measured in the temterature region 15-300 K. The broad emission peaking at 425 nm and zero-phonon line at 412.8 nm due to the 4f65d¹ → 4f7 transition are observed in CaF₂:Eu²+ nanoparticles in the temperature region 18 - 100 K. Eu 이온이 첨가된 CaF₂나노 분말을 trifluoro-aceticc acid (TFA) 졸=겔 방법으로 합성하였다. Thermal-carbon reducing atmosphere (TCRA) 방법으로 Eu³+ 이온을 Eu²+ 이온으로 환원 처리하였으며 X-ray diffraction (XRD) 방법으로 합성된 나노 분말 입자의 결정화 정도와 입자의 크기를 조사하였다. Eu 이온이 첨가된 CaF₂나노 분말이 매우 좋은 결정성을 가짐을 확인하였고 환원 처리 온도가 높아 질수록 나노 분말 입자의 크기는 증가였다. 또한 환원 처리된 CaF₂:Eu 나노 분말을 측정 온도 15K 에서 300K 까지 레이저 분광학으로 조사하였다. 425.0 nm에서 강한 방출 밴드가 측정되었고 나노 분말에서는 잘 관찰되지 않았던 zero phonon line이 412.8 nm에서 관찰되었다.

Tb³⁺ 이온이 첨가된 K₂BaW₂O₈ 형광체의 합성 및 형광특성

장경혁,구재흥,서효진,Jang, Kyoung-Hyuk,Koo, Jae-Heung,Seo, Hyo-Jin 한국재료학회 2012 한국재료학회지 Vol.22 No.9

Green phosphors $K_2BaW_2O_8:Tb^{3+}$(1.0 mol%) were synthesized by solid state reaction method. Differential thermal analysis was applied to trace the reaction processes. Three endothermic values of 95, 706, and $1055^{\circ}C$ correspond to the loss of absorbed water, the release of carbon dioxide, and the beginning of the melting point, respectively. The phase purity of the powders was examined using powder X-ray diffraction(XRD). Two strong excitation bands in the wavelength region of 200-310 nm were found to be due to the ${WO_4}^{2-}$ exciton transition and the 4f-5d transition of $Tb^{3+}$ in $K_2BaW_2O_8$. The excitation spectrum presents several lines in the range of 310-380 nm; these are assigned to the 4f-4f transitions of the $Tb^{3+}$ ion. The strong emission line at around 550 nm, due to the $^5D_4{\rightarrow}^7F_5$ transition, is observed together with weak lines of the $^5D_4{\rightarrow}^7F_J$(J = 3, 4, and 6) transitions. A broad emission band peaking at 530 nm is observed at 10 K, while it disappears at room temperature. The decay times of $Tb^{3+}$ $^5D_4{\rightarrow}^7F_5$ emission are estimated to be 4.8 and 1.4 ms, respectively, at 10 and 295 K; those of the ${WO_4}^{2-}$ exciton emissions are 22 and 0.92 ${\mu}s$ at 10 and 200 K, respectively.

사이트 선택 레이저 여기 분광학에 의한 Y2-xGdxO₃:Eu³+ 박막의 형광 및 형광의 온도 의존성 연구

장경혁 한국물리학회 2010 새물리 Vol.60 No.4

Y2-xGdxO₃:Eu³+를 SiO₂(100) 기판에 PLD (Pulsed laser deposition) 방법으로 증착한 박막을 선택적 여기 분광학으로 온도에 따른 형광 특성을 조사하였다. 실험 온도는 11K에서 실온까지 조사하였다. 7F0 → 5D0 전이 여기 스펙트럼으로부터 Y₂O₃경우는 입방상 (cubic)만 Y2-xGdxO₃:Eu³+(x= 0.3 - 2.0)은 입방상과 단사상 (monoclinic)을 확인하였으며 온도 증가에 따라 7F0 → 5D0 여기 스펙트럼 피크의 청색 이동을 확인하였다. 각각 여기 피크를 선택적으로 여기하여 5D0 → 7FJ (J = 1, 2) 방출 스펙트럼을 얻었는데 측정 온도가 저온에서 실온으로 증가할 수록 입방상 피크 C₂와 단사상 피크 CS(B)와 CS(C)는 청색 이동이 크게 나타났으나 단사상의 CS(A) 피크는 청색 이동이 거의 보이지 않았다. Luminescence properties of Y2-xGdxO₃:Eu³+(x = 0 to 2.0) thin films are investigated by site-selective laser excitation spectroscopy at different temperature. The films were grown by pulsed laser deposition method on SiO₂(100) substrates. Cubic phase Y₂O₃, cubic and monoclinic phase Y2-xGdxO₃:Eu³+(x = 0.3 to 2.0) are identified in the excitation spectrum of the 7F0 → 5D0 transition of Eu³+. The emission spectra of the 5D0 → 7FJ (J = 1, 2) transition from individual Eu³+ centers were obtained by tuning the laser to resonance with each excitation line. The blue shift of cubic phase C2 and monoclinic phase CS(B) and CS(C) excitation peak was associated with increasing temperature. But the peak shift of monoclinic phase CS(A) has not been observed.

Eu3+가 첨가된 KYF4 결정의 분광학 연구

장경혁,구재흥 한국물리학회 2012 새물리 Vol.62 No.7

The luminescence properties of KYF_4:Eu^3+ crystals were investigated by using site-selective laser-excitation spectroscopy at 20 K. The crystals were grown by using the hydrothermal method. The Five Eu^3+ centers were identified in the ^7F_0→^5D_0 excitation spectrum. Five different emission spectra were obtained under excitation at each excitation line. The splittings of ^7F_1multiplets confirmed that two different types of Eu^3+ sites, existed one group corresponding to Eu^3+ions at isolated sites and the other group corresponding to Eu^3+ ions at the chain in the KYF_4 crystal. The Eu^3+ions with the highest ^5D_0 level were found to give rise to energy transfer to other ions in the chain. 수열법으로 성장한 KYF_4:Eu^3+ 단결정의 형광 특성을 조사하였다. 20 K에서 Eu^3+의 ^7F_0→^5D_0 여기 스펙트럼과선택적 여기에 의한 ^5D_0→^7F_J (J = 1, 2, 3, 4)방출 스펙트럼을 측정하여 5 개의 서로 다른 Eu^3+사이트를확인하였다. 각각의 사이트를 차지한 Eu^3+ 이온은 서로 다른 결정장대칭성으로 인해 서로 다른 두 그룹의 ^7F_1 에너지 준위 분리를보였다. 이 중 한 그룹은 고립된 Eu^3+ 사이트이고 다른 그룹은 사슬구조로 연결된 사이트임을 알 수 있었다. ^5D_0에너지 준위가 가장 큰사이트는 사슬 구조에 놓인 다른 사이트의 Eu^3+ 이온으로의 에너지전달이 일어남을 규명하였다.

Eu3+가 첨가된 K2Ba(WO4)2의 형광특성

장경혁,구재흥 한국물리학회 2012 새물리 Vol.62 No.8

K_2Ba(WO_4)_2:Eu^3+ were synthesized by using the solid state reaction method. Differential thermal analysis (DTA) was applied to trace the reaction processes. The phase purities of the powders were examined using powder X-ray diffraction (XRD). Under 266 nm laser excitation at 10 K we observe the tungstate emission band peaking at around 500 nm which disappears at room temperature. It is confirmed that an efficient energy transfer occurs from tungstate to Eu^3+ because of overlap between tungstate emission band and Eu^3+ absorption lines due to the ^7F_0→^5D_J (J=1,2,3) and ^5L_6 transitions. The decay times of Eu^3+^5D_0→ ^7F_2 (615.4 nm)and tungstate (500 nm) are estimated to be 1.23 ms and 70 μs,respectively, at 10 K. K_2Ba(WO_4)_2:Eu^3+ 형광체를 고상법으로 합성하였다. 시차열분석(Differential Thermal Analysis)을 통하여 950 ℃를 합성온도로 결정하였다. X-선 회절 실험으로 결정화 정도를 확인하였다. 여기및 방출 스펙트럼에서 WO_4 및 Eu-O 전하전달 밴드와 Eu^3+ f→f 전이선 들이 관찰되었다. WO_4 방출 형광은상온에서는 관찰되지 않았지만 10 K에서는 강한 형광 방출을 발견하였다. WO_4 형광 방출 밴드는 Eu^3+의 ^7F_0→^5D_J (J=1,2,3), ^5L_6흡수 선들과 잘 일치하여 효과적인에너지 전달이 일어남을 알 수 있었다. 10 K에서 Eu^3+의 ^5D_0→^7F_2 (615.4 nm) 전이 수명 시간은 1.23 ms 였고텅스텐의 방출 수명 시간은 약 70 μs 였다.

감마 분광 분석기의 측정 용기와 배경 준위의 영향

장경혁(Jang Kyoung Hyuk),제재용(Jae Yong Je) 한국방사선학회 2015 한국방사선학회 학술대회 논문집 Vol.2015 No.추계

본 연구는 감마 분광 분석기를 이용하여 환경 준위를 측정할 때 사용되는 측정 용기가 배경 준위에 어떠한 영향을 주는 지 평가하고자 한다. 측정 대상은 측정 용기 없이 감마 핵종을 분석한 값과 2000 mL의 마리넬리(Marinelli) 비이커를 감마 핵종을 분석하고 검출되는 핵종 중에 자연방사성 핵종인 40-포타슘에 대한 영향을 평가하였다. 반복 측정 결과 용기에 대한 배경 준위의 영향은 불확실도 내에서 동일하였으며 측정 용기에 따른 40-포타슘의 농도는 별다른 차이를 보이지 않았다. 따라서 감마 분광 분석용의 측정 용기에 따른 배경 준위를 개별로 측정하는 것은 필요하지 않을 것으로 판단된다. This study using the gamma spectroscopy measured by environment level container influence in the background level. Marinelli beaker evaluation of the 40k nuclide. No significant differences in the results of 40K measurements. Therefore, measuring the background level of individual measurement according to container is not necessary.

발연질산법에 의한 부산 경남 지역 표층토양과 해수의 환경 방사능 90Sr분석

심재정,장경혁,도시홍,김지향,류지승,김수현,김무준,최선수,서효진 한국물리학회 2015 새물리 Vol.65 No.7

Strontium-90 (90Sr) activities in environmental materials of soils and sea water collected for the areas of Busan and Gyeongnam were determined. The fuming nitric-acid method was used to separate 90Sr from the samples. The accumulation trends of 90Sr were compared with those observed over the past 10 years. The concentration of 90Sr was found to be in the range of 0.133~0.854 Bq/kgdry in soils and 0.907~1.74 mBq/L in sea water collected in 2013 and 2014. For 90Sr in sea water, a gradual decrease was observed in the radioactivity from year to year over the last 10 years. This is consistent with the decreasing radioactivity reported for the water in the Pacific Ocean. Overall, no significant radioactivity levels of 90Sr were detected in the soil and the sea-water samples collected from there areas in 2012 and 2013. 부산 경남 일부지역의 표층토양과 해수에 존재하는 인공방사능 Sr-90 (90Sr) 농도를 조사하였다. 측정을 위한 시료의 전처리는 발연질산법을 이용하였다. 본 측정 결과와 과거 10년간의 결과와 비교하여 축적경향을 분석하였다. 2012-2013 년 까지 표층토양에서의 90Sr 방사능농도는 0.133 ~ 0.854 Bq/kg-dry 범위내 였고, 해수의 농도는 0.907~1.74 mBq/L 범위였다. 특히 해수의 90Sr 농도는 과거 10년간 점차적으로 감소하는 경향을 보였으며, 전체적으로 특이사항은 발견되지 않았다. 또한 해수시료의 90Sr 농도 감소 경향은 보고된 태평양 해수의 농도감소 경향과 잘 일치함을 발견하였다.

시멘트밀 출구 집진 Type 변경으로 공정효율 향상

진연우,장경혁,신동희,김종오,이근성 한국시멘트협회 2004 시멘트 심포지움 Vol.31 No.-

Optical Properties and White-Light Emission in Dy3+-Doped Transparent Oxyfluoride Glass and Glass Ceramics Containing CaF2 Nanocrystals

P. Babu,장경혁,김은식,Liang Shi,서효진 한국물리학회 2009 THE JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY Vol.54 No.4

Dysprosium-doped oxyfluoride glass and nanocrystalline glass ceramics have been prepared and their luminescence properties have been studied. The thermal properties of the glass have been determined from the differential thermal analysis. X-ray diffraction spectra of the samples confirm the formation of a CaF2 nanocrystaline phase in the glass matrix. Both the glass and the glass- ceramic samples emit intense white light upon excitation with 451 nm laser light. The yellow-to- blue intensity ratios and the chromaticity color coordinates have been calculated from the emission spectra and their relative variation with respect to heat treatment conditions are discussed. The luminescence decay curves of the 4F9/2 emitting level were measured and the variation of the lifetime with the heat treatment conditions is discussed. Dysprosium-doped oxyfluoride glass and nanocrystalline glass ceramics have been prepared and their luminescence properties have been studied. The thermal properties of the glass have been determined from the differential thermal analysis. X-ray diffraction spectra of the samples confirm the formation of a CaF2 nanocrystaline phase in the glass matrix. Both the glass and the glass- ceramic samples emit intense white light upon excitation with 451 nm laser light. The yellow-to- blue intensity ratios and the chromaticity color coordinates have been calculated from the emission spectra and their relative variation with respect to heat treatment conditions are discussed. The luminescence decay curves of the 4F9/2 emitting level were measured and the variation of the lifetime with the heat treatment conditions is discussed.

Time-Resolved Luminescence Spectroscopy of Er3+ Ions Doped in a Calcium Niobium Gallium Garnet Crystal

서효진,김은식,장경혁,Liang Shi,Taiju Tsuboi,Kiyoshi Shimamura 한국물리학회 2008 THE JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY Vol.53 No.2

The luminescence properties of Er3+ ions doped in a calcium niobium gallium garnet (Ca3(NbGa)2-xGa3O12; CNGG) crystal are investigated by using laser excitation spectroscopy. The time-resolved emission spectra of Er3+ in CNGG are measured, together with the luminescence decays caused by the 355- and 532-nm pulsed laser excitations. Different emission spectra are observed at different time delays of 250 ns and 5 μs, which suggest that presence of Er3+ ions in different environments is responsible for the observed results.