Eu 이온을 첨가한 Ca3MgSi2O8 백색 형광체의 형광특성 = Photoluminescence Characteristics of Eu-doped Ca3Mg2SiO8 Phosphors

국문 초록 (Abstract)

디스플레이용 형광체인 Ca$_3$MgSi$_2$O$_8$:Eu 분말을 소결온도 800,
900, 1000, 1100, 그리고 1200 $^\circ$C에서 Eu 이온 함유량을
변화시키며 고상 반응법 (solid state reaction)을 이용하여 제조하였다.
X-선 회절실험, 전자주사현미경 및 형광광도계를 이용하여 분말의
결정성, 표면형상, 그리고 형광특성을 조사하였다. X-선 회절실험에
의하면 소결 온도가 증가할수록 분말의 결정성이 향상되었으며, 소결
온도가 1200 $^\circ$C에서 Ca$_3$MgSi$_2$O$_8$의 다결정 상이 형성됨을
알 수 있었다. 전자주사현미경을 이용한 입자의 미세구조 측정을 통하여
온도가 증가할수록 입자의 크기가 커지고 균일하게 됨을 확인하였다.
환원 소결과정에 의해 Eu의 함량에 관계없이 최대 피크가 Eu$^{2+}$의
전이에 의한 455 및 540 nm에서 나타났으며, 환원되지 않고 남아 있는
Eu$^{3+}$에 의한 616 nm에서 피크도 존재하는 형광 스펙트럼을 얻을 수
있었다. 환원 온도의 증가에 따른 형광 강도의 증가는 분말 입자의
결정성 및 입자형태의 균일성의 향상에 의한 것임을 알 수 있었다. 또한,
환원 온도의 변화와 Eu 함량의 변화에 따라 형광 스펙트럼의 변화를 얻을
수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Ca$_3$MgSi$_2$O$_8$:Eu phosphors for display applications were
synthesized at sintering temperatures of 800, 900, 1000, 1100, and
1200 $^\circ$C by using a solid state reaction method. The
crystallinity, surface morphology, and photoluminescence
characteristics of the phosphors were investigated by using X-ray
diffraction, scanning electron microscopy, and luminescence
spectrophotometry. According to the results of X-ray diffraction, as
the sintering temperature increased, the crystallinity of the powder
was improved, and a polycrystalline structure of the
Ca$_3$MgSi$_2$O$_8$ powder was formed at 1200 $^\circ$C. Also,
according to the scanning electron microscopy images, the particle
size increased and became uniform as the sintering temperature
increased. As a consequence of the reduction pr$^\circ$Cess of Eu,
there were two luminescence peaks, one at 455 and the other at 540
nm, radiated from the transitions of Eu$^{2+}$ and a red emission
peak at 616 nm radiated from the transitions of Eu$^{3+}$ that was
not reduced. With increasing sintering temperature, the luminescent
intensity were enhanced because of not only the improved
crystallinity but also the enlarged particle size of the powders.
The change in the luminescent spectra was induced by changing the
reduction temperature and the Eu concentration.

참고문헌 (Reference)

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