Er3+과 Yb3+이온을 첨가한 ZrO2 형광체의 Upconversion 형광 특성연구

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1 Er3+과 Yb3+이온을 첨가한 ZrO2 형광체의 Upconversion 형광 특성연구
동의대학교 물리학과 성삼식 , 김병국 Dong-eui Univ Nano crystal optics Lab

2 목차 서론 이론 실험방법 실험결과 결론 Dong-eui Univ Nano crystal optics Lab

3 형광이란? Dong-eui Univ. Nano crystal optics Lab
① Excitation 과정 - 고유 특정 파장의 빛을 흡수 (여기 광의 강도의 10-6 정도) ② Excited state - 흡수된 에너지의 일부를 진동과 같은 형태로 내어 놓게 되며 이로 인해 emission 파장이 장파장으로 약간 shift되게 됨. ③ Emission 과정 - 흡수된 에너지를 내어 놓음으로써 형광을 발하게 되며 고유의 에너지 값으로 돌아가게 됨. Dong-eui Univ Nano crystal optics Lab

4 형광체의 응용 Dong-eui Univ. Nano crystal optics Lab 디스플레이
형광도료 (형광방전등, 형광표백제) 자동차 후미등 이나 교통 표지등 물체표면의 상처를 찾아내는 방법 등 Dong-eui Univ Nano crystal optics Lab

5 Upconversion 형광? Dong-eui Univ Nano crystal optics Lab

6 Upconversion 형광의 응용 의학진단용 Upconversion laser 태양 전지의 효율증가 연구에 이용
Dong-eui Univ Nano crystal optics Lab

7 Upconversion의 종류 Dong-eui Univ. Nano crystal optics Lab ESA ETU
(excited state absorption) ETU (energy transfer upconversion) Dong-eui Univ Nano crystal optics Lab

8 Solvothermal synthesis 방법
Autoclave 60% filling Reaction : 250°C, 72hr Toluene + Zr(OR)4  + Er/Yb precursor Centrifuge : 3000rpm, 3min Dry :50°C, 1day Er3+(3mol%) Yb3+(0, 5, 10, 15mol%) Dong-eui Univ Nano crystal optics Lab

9 UCPL 측정 장치도 Dong-eui Univ. Nano crystal optics Lab 975nm LD Computer
lens 975nm LD Computer oscilloscope Monochromator PMT sample filter Dong-eui Univ Nano crystal optics Lab

10 SEM 사진과 XRD pattern Dong-eui Univ Nano crystal optics Lab

11 열처리 온도에 따른 UCPL spectra Dong-eui Univ. Nano crystal optics Lab
Yb10mol% ⅹ5 Dong-eui Univ Nano crystal optics Lab

12 Yb3+ 농도에 따른 UCPL spectra Dong-eui Univ Nano crystal optics Lab

13 에너지 준위도 Dong-eui Univ. Nano crystal optics Lab Yb3+ Er3+ ESA ET EBT
2H11/2 4S3/2 4F9/2 4I11/2 4I15/2 2F5/2 2F7/2 4I9/2 ESA ET 4I13/2 4F7/2 EBT Dong-eui Univ Nano crystal optics Lab

14 형광세기의 펌프광 의존도 I = P n Dong-eui Univ. Nano crystal optics Lab

15 결론 Dong-eui Univ. Nano crystal optics Lab
Upconversion 형광은 낮은 에너지(적외선)빛으로 여기하여 높은 에너지(가시광선)의 빛을 내는 현상입니다. 이 실험에서는 975nm 빛으로 여기하여 녹색과 적색의 빛을 측정했으며, 녹색은 550nm 파장(4H11/2, 4S3/2→4I15/2)이고, 적색은 650nm 파장(4F9/2→4I15/2)의 ETU 과정입니다. Yb3+의 농도가 증가 할수록 녹색이 줄어 들고 적색이 커지는 것을 확인 하였으며, 이는 Yb3+의 농도에 따라 형광 스펙트럼을 조절할 수 있었습니다. Upconversion형광은 많은 분야에 응용 가능성이 있어서 앞으로도 더 많은 연구가 이루어 져야 될 것입니다. Dong-eui Univ Nano crystal optics Lab