희토류 이온이 도핑된 K2Ba(WO4)2 형광체의 합성 및 분광학 특성
- Abstract
- Synthesis and Optical Spectroscopy of Rare-Earth Ions Doped
K2Ba(WO4)2 Phosphors
Jae Heung Koo
Department of Physics, The Graduate School,
Pukyong National University
Abstract
The K2Ba(WO4)2:Ln (Ln = Eu3+, Dy3+, Tb3+, Sm3+) phosphors were synthesized by solid state reaction method at high temperature in the air atmosphere. Crystalline phases of the samples were confirmed by X–ray diffraction analyses. The single phases of K2Ba(WO4)2 are identified and no impurity phases are observed. Luminescence and excited state dynamics of K2Ba(WO4)2:Ln (Ln = Eu3+, Dy3+, Tb3+, Sm3+) phosphors are investigated by optical and laser-excitation spectroscopy at 10 K and room temperature. Emission bands of WO4 centered at 500 nm are observed in the wavelength region 400~600 nm at 10 K in rare–earth doped and undoped K2Ba(WO4)2 phosphors. The WO4 emission intensities decrease and the lifetimes shorten by increasing temperature. The WO4 emission band disappears at room temperature. The excitation spectra of the Eu–doped K2Ba(WO4)2 phosphors exhibit absorption band due to the O2- – Eu3+ charge transfer transition in the wavelength region 220~315 nm and spectral lines due to the 4f – 4f transition in the 350 -500 nm region. The strongest excitation line due to the 7F0 → 5L6 transition is observed at 395 nm. The decay time of the WO4 emission is estimated to be about 28 ㎲ in the undoped K2Ba(WO4)2 phosphor at 10 K. However, the decay time of the WO4 emission in Eu–doped K2Ba(WO4)2 phosphors is longer to be about 67 ㎲. Similar results are observed in the Dy and Sm doped K2Ba(WO4)2 phosphors for which the decay time is estimated about 35 ㎲ at 10 K. The results are attributed to energy migration between RE ions and then back transfer to the WO4 charge transfer state.
- Author(s)
- 구재흥
- Issued Date
- 2012
- Awarded Date
- 2012. 8
- Type
- Dissertation
- Publisher
- 부경대학교
- URI
- https://repository.pknu.ac.kr:8443/handle/2021.oak/25336
http://pknu.dcollection.net/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000001965219
- Affiliation
- 부경대학교 대학원
- Department
- 대학원 물리학과
- Advisor
- 서효진
- Table Of Contents
- 1.서론 1
2.이론적 배경 6
2-1. 형광 방출 및 에너지 전달 6
2-2. 방사전이 12
2-3. 전이확률과 열 소광 16
2-4. Eu3+, Dy3+, Tb3+, Sm3+ 이온의 분광학적 특성 18
2-4-1. Eu3+ 이온 20
2-4-2. Dy3+ 이온 21
2-4-3. Tb3+ 이온 21
2-4-4. Sm3+ 이온 22
3.시료합성 24
4.분광학 측정 29
4-1. 여기 및 방출 스펙트럼 측정 29
4-2. 레이저 분광 측정 30
4-3. 수명시간 측정 32
4-4. 시차열분석 측정 32
4-5. X – 선 회절 분석 35
4-5-1. K2Ba(WO4)2: Eu3+ 형광체의 XRD 스펙트럼 35
5.분광학 측정 결과 및 논의 38
5-1. 모체물질 K2Ba(WO4)2의 형광 특성 38
5-1-1. 상온과 10 K에서의 WO4의 방출 스펙트럼 38
5-1-2. WO4 밴드 형광의 수명시간 40
5-2. Eu3+ 이온이 첨가된 K2Ba(WO4)2 형광체의 형광 특성 46
5-2-1. 여기 및 방출 스펙트럼 46
5-2-2. K2Ba(WO4)2:Eu3+ 형광체의 Eu3+ 농도에 따른 여기 및 방출 스펙트럼 51
5-2-3. K2Ba(WO4)2:Eu3+ 형광체의 방출 스펙트럼 및 형광 수명시간의 온도 의존성 57
5-3. Dy3+ 이온이 첨가된 K2Ba(WO4)2 형광체의 형광 특성 63
5-3-1. 여기 및 방출 스펙트럼 63
5-3-2. K2Ba(WO4)2:Dy3+ 형광체의 방출 스펙트럼 및 형광 수명시간의 온도 의존성 67
5-4. Tb3+ 이온이 첨가된 K2Ba(WO4)2 형광체의 형광 특성 75
5-4-1. 여기 및 방출 스펙트럼 75
5-4-2. K2Ba(WO4)2:Tb3+ 형광체의 방출 스펙트럼 및 형광 수명시간의 온도 의존성 79
5-5. Sm3+ 이온이 첨가된 K2Ba(WO4)2 형광체의 형광 특성 85
5-5-1. 여기 및 방출 스펙트럼 85
5-5-2. K2Ba(WO4)2:Sm3+ 형광체의 방출 스펙트럼 및 형광 수명시간의 온도 의존성 89
6.결론 95
참고문헌 97
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- Doctor
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