수열합성법에 의한 SrAl₂O₄:Eu 초미세 분말 합성공정 및 형광 특성 = Hydrothermal Synthesis of Ultra-fine SrAl₂O₄:Eu Powders and Investigation of their Photoluminescent Characteristics

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 수열합성법으로 SrAl$_2$O$_4$:Eu 형광체 분말을 합성하여 이들의 발광 특성과 장잔광 특성 등에 대해서 고찰하였다. 증류수에 Sr(NO$_3$)$_2$, Al(NO$_3$)$_3$ㆍ9$H_2O$, Eu(NO$_3$)$_3$$.$6$H_2O$ 등의 금속염을 용해시킨 용액을 NH$_4$OH 수용액으로 pH 률 적당히 조절하고 고온고압의 Autoclave 반응용기 내에서 반응시켰다. 이렇게 합성된 분말은 균일한 입도 분포를 나타내었으며, sub-micron 크기의 초미세 분말이었다. 합성된 SrAl$_2$O$_4$:Eu 초미세 분말을 Ar-H$_2$ 가스 환원분위기에서 1100 -140$0^{\circ}C$ 온도로 2시간동안 열처리시켜서 형광 특성을 나타내도록 만들었다. 분말의 여기 및 발광 특성을 측정한 결과, 발광파장을 520 nm 로 고정시켜 측정한 여기스펙트럼은 250 ∼ 450 nm 의 넓은 파장영역에 걸쳐 여기가 일어났고, 발광스펙트럼은 520 nm에서 최대 피크를 나타내었다. 또한 10분간 여기시킨 후 520 nm 파장에 대한 잔광 특성이 1000초 이상 지속되는 우수한 장잔광 특성을 나타내었다. 그 밖에 SEM, XRD를 이용하여 SrAl$_2$O$_4$:Eu 형광체 분말에 대한 미세구조 및 결정구조를 고찰하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Sr$_{l-x}$Ba$_{x}$Al$_2$O$_4$:Eu (x = 0, 0.1, 0.2, and 0.3 mol) phosphor was synthesized by the hydrothermal method and its properties of photoluminescence and long-afterglow were investigated. The mixtures of Sr(NO$_3$)$_2$, Al(NO$_3$)$_3$9$H_2O$, and Eu(NO$_3$)$_3$$.$6$H_2O$ salts dissolved in distilled water, after controlling their pH by NH$_4$OH solution, put into an Autoclave reactor with high temperature and pressure to react. Such synthesized SrAl$_2$O$_4$:Eu powders showed homogeneous and ultra-fine particles of sub-micron size. In order to have the photoluminescence characteristic, powders were heat treated at 1100 -140$0^{\circ}C$ for 2 h in Ar/H$_2$ reduction atmosphere. Photoluminescence spectra showed a excitation along the wide wavelength of 250 ∼ 450 nm, and broaden emission with maxima peak at 520 nm. Also, it showed a good long afterglow with decaying over 1000 sec after excitation illumination for 10 min. In addition, the microstructure and crystal structure of SrAl$_2$O$_4$:Eu powders were investigated by an SEM and XRD, respectively.