• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 1994.11a
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• pp.81-82
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• 1994

히토류 불화물인 SmF$_3$, PrF$_3$, 및 TbF$_3$를 ZnS 모체에 첨가한 박막 EL소자를 Fig.1과 같이 제작하고 발광중심의 농도변화, 열철, 증착시의 기판온도, 증착되는 막의 두께 등의 조건을 변화시켜서 각 조건에 의존하는 소자의 특성을 X-선회절분석과 분광 스펙트럼 분석으르 바탕으로 해석했다. 광학적 스펙트럼은 발광중심과 모체에 의존하며 기판온도의 변화는 발광층의 결정성 향상에 기여한다는 것을 알았다. 기판 온도의 변화에 의한 막의 결정성 향상과 열처리에 의한 발광중신의 모체내 열확산에 따른 재결정화나 비 방사성이완(non-radiative relaxation)을 일으키는 격자결함의 감소는 EL소자의 발광층내 전도전자에 영향을 미쳐 휘도와 효율의 개선이 이루어짐을 알았다. 소자의 발광층에 흐르는 전도전류와 이동전하량을 각각 Chen-Krupka회로와 Sawyer-Tower회로로 측정했다

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.190.2-190.2
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• 2015

최근에 최적의 모체 결정과 활성제 이온을 선택하여 우수한 발광과 흡광 특성을 갖는 산화물 형광체를 합성하여 디스플레이, 고체 레이저, 백색 발광 소자를 제작하는데 관심이 고조되고 있다. 본 연구에서는 열 및 화학적으로 안정한 $Gd_2MoO_6$를 모체 결정으로 선택하고 $Eu^{3+}$, $Sm^{3+}$ 이온을 활성제 이온으로 각각 도핑하여 다양한 종류의 색을 구현하는 새로운 종류의 형광체를 제조하고자 한다. 비교적 간단한 장비로 구성되고 볼밀 작업을 통하여 쉽게 초기 물질을 혼합 분쇄하고 소결할 수 있는 고상반응법을 사용하여 합성하였다. 특히, 모체 결정에 주입되는 활성제 이온을 둘러싸고 있는 국소적인 환경이 반전 대칭에서 벗어나는 정도를 파악하여 활성제 이온의 발광 파장의 세기가 최대가 되는 최적의 조건을 규명하고자 한다. $Eu^{3+}$ 이온이 도핑된 $Gd_2MoO_6$ 형광체의 발광 스펙트럼은 $Eu^{3+}$ 이온의 함량에 관계없이 모든 시료에서 전형적인 $Eu^{3+}$ 이온의 $^5D_0-^7F_j$ (j=1-4) 전이에 의한 발광 스펙트럼을 나타내었고, 가장 강한 적색 발광 파장은 611 nm에서 관측되었다. $Sm^{3+}$ 이온이 도핑된 $Gd_2MoO_6$ 형광체의 경우에, $Sm^{3+}$ 이온의 함량에 관계없이 모든 시료에서 $Sm^{3+}$ 이온의 $^4G_{5/2}-^6H_j$ (j=5/2, 7/2, 9/2) 전이에 의한 발광 스펙트럼을 나타내었고, 가장 강한 발광 파장은 616 nm에서 관측되었다. 이외에도, 결정 입자와 발광 세기의 상관 관계를 조사하였다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.38 no.2
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• pp.107-111
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• 2001

Sr$_{(1-x)}$Ca$_{x}$TiO$_3$: Pr$^{3+}$ , Ga$^{3+}$ (0$\leq$x$\leq$1) 형광체의 여기 및 발광 스펙트럼과 분광 반사율을 조사하여 발광 메커니즘을 규명하고자 하였다. 발광 스펙트럼에서는 611~614nm 사이에서 peak을 가지는 하나의 적색 발광 밴드가 관찰되었으며, 조성에 따라 발광밴드의 모양이 달랐다. 이는 조성에 따른 모체의 결정 구조 변화 때문으로 생각된다. 여기 스펙트럼 끝단과 분광 반사율 스펙트럼의 흡수단은 서로 일치하였으며, 이 결과로부터 모체에 흡수된 에너지가 Pr$^{3+}$ 에 전달되어 적색광을 방출하는 것이 주된 메커니즘으로 생각된다. 한편 120$0^{\circ}C$에서 4시간동안 열처리하여 합성한 Sr$_{0.4}$Ca$_{0.6}$TiO$_3$:(0.1 mol%)Pr$^{3+}$ , (0.2 mol%)Ga$^{3+}$ 는 우수한 색순도와 휘도를 나타내었다.다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.167-167
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• 2013

최근에 산화물 형광체는 황화물 형광체에 비해 높은 화학적 안정성을 나타내기 때문에 백색 발광 다이오드, 전계방출 디스플레이와 플라즈마 디스플레이 패널에 그 응용성을 넓히고 있다. 마그네슘 니오베이트(magnesium niobate, MgNb2O6)는 우수한 유전 특성(상대 유전상수=18.4)을 나타내기 때문에 마이크로파 유전체로 응용 가능하며, 단일상 릴랙서 페라브스카이트(relaxor perovskite) Pb(Mg1/3Nb2/3)O3을 합성하기 위한 전구체 (precursor)로 널리 사용되고 있으며, 나이오븀산염 이온에서 다양한 색상을 방출하는 활성제 이온으로 효율적인 에너지 전달이 일어남으로써 Sm3+, Dy3+, Eu3+와 같은 희토류 이온의 좋은 모체 격자로 개발할 수 있다. 본 연구에서는 마그네슘 니오베이트 MgNb2O6 모체 결정에 다양한 활성제 이온, 즉 Eu3+, Sm3+, Dy3+, Tb3+를 선택적으로 주입하여 발광 효율이 높은 천연색 형광체를 합성하고자 한다. 특히, 모체 결정에 주입되는 활성제 이온 주위의 국소적인 환경이 반전 대칭에서 변형되는 척도를 조사하여 활성제의 주 발광 파장의 세기가 최대가 되는 최적의 조건을 결정하고자 한다. Mg1-1.5xNb2O6:REx3+ 형광체 분말 시료는 초기 물질 MgO, Nb2O5와 희토류 이온을 화학 반응식에 맞게 정밀 저울로 측량하여 플라스틱 용기에 ZrO2 볼과 함께 넣고, 소정의 에탄올을 채운 뒤 밀봉하고서, 300 rpm의 속도로 20시간 볼밀 (ball-mill) 작업을 수행하였다. 그 후, 체(sieve)로 ZrO2 볼을 걸러낸 다음에 혼합된 용액을 각 비커에 담아서 $40^{\circ}C$의 건조기에서 24시간 건조하였고, 건조된 시료를 막자 사발에 넣고 잘게 갈고 80 ${\mu}m$의 체로 걸러낸 후에, 알루미나 도가니에 활성제 이온별로 각각 담아, 전기로에 장입하여 매분당 $5^{\circ}C$의 비율로 온도를 상승시켜 $350^{\circ}C$에서 5시간 동안 하소 공정을 실시한 후에, 온도를 계속 일정한 율로 증가시켜 $1,200^{\circ}C$에서 5시간 동안 소성하여 합성하였다. 합성된 형광체 분말의 결정 구조는 $Cu-K{\alpha}$ 복사선(파장: 1.5406)을 사용하여 X-선회절장치로 측정하였으며, 형광체의 표면 형상은 전계형 주사전자현미경으로 관측하였다. 흡광와 발광스펙트럼은 제논 램프를 광원으로 갖는 형광 광도계를 사용하여 측정하였다. 모체 결정에 활성제 이온 Eu3+, Sm3+, Dy3+, Tb3+가 도핑된 형광체 분말은 각각 적색, 주황색, 황색, 녹색 발광이 관측되었다. 각 발광 스펙트럼과 결정 입자의 크기와 형상 사이의 상호 관계를 조사하였다. 실험 결과로부터, 각 형광체의 발광 파장은 활성제 이온의 종류 와 서로 밀접하게 관련되어 있으며, 형광체 시료 합성시 활성제 이온의 농도를 선택적으로 조절함으로써 발광의 세기를 제어할 수 있음을 확인하였다.

• The Journal of the Korea Contents Association
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• v.2 no.3
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• pp.146-151
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• 2002

The $Ca_{1-x}$Sr$_{x}$S:CuCl TFEL devices were fabricated by electron-beam deposition system and luminescent characteristics of the TFEL devices were studied. The SrS and CaS powders were mixed to form $Ca_{1-x}$Sr$_{x}$S host materials and 0.2 at% of CuCl was added as the activator. The luminance(lao) and peak emission wavelength of CaS:CuCl TFEL devices were 9.5 cd/m$^2$ and 492 nm, respectively. The luminance(L$_{30}$) and peak emission wavelength of SrS:CuCl TFEL devices were 633 cd/m$^2$ and 500 nm, respectively. It seems that the addition of CaS into the SrS host material generates blue shift of the EL emission characteristics but reduces the luminance and the luminous efficiency of the $Ca_{1-x}$Sr$_{x}$S:CuCl TFEL devices drastically.

• New Physics: Sae Mulli
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• v.68 no.11
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• pp.1196-1202
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• 2018

$Li_2Sr_{1-x}Eu_xSiO_{4-{\alpha}}N_{\alpha}$ ($Li_2SrSiO_{4-{\alpha}}N_{\alpha}:Eu^{2+}$) phosphors were synthesized by using a solid state reaction (SSR) method with submicron $Si_3N_4$ and nano $Si_3N_4$ powders as the sources of Si and N, and the optical properties of those phosphors were studied. The studied phosphors showed efficient excitation characteristics over the broad range from 230 to 530 nm. Also, They showed broad emission spectra covering a range from 500 to 700 nm, with a peak at 568 nm, which was shifted longer wavelength by 18 nm as compared with that of commercial $YAG:Ce^{3+}$. Combined with a 450 nm blue LED chip, the results support the application of the $Li_2SrSiO_{4-{\alpha}}N_{\alpha}:Eu^{2+}$ phosphor as a luminescent material for a white-light source thaat is warmer than the commercial $YAG:Ce^{3+}$ white-light source. In addition, the $Li_2SrSiO_{4-{\alpha}}N_{\alpha}$ phosphors prepared from a submicron $Si_3N_4$ powder was found to emit a previously unreported self-activated luminescence in $Li_2SrSiO_{4-{\alpha}}N_{\alpha}$.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.221-221
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• 2016

최근에 희토류 이온이 도핑된 텅스텐산(tungstates) 형광체에 대한 연구가 재조명되고 있다. 텅스텐산 형광체는 우수한 광학적 특성과 높은 화학적 안정성을 나타내기 때문에 X-선 증강 스크린(X-ray intensifying screens), 광고판용 형광 램프, 발광 다이오드, 레이저, 섬광체(scintillator), 전계방출 디스플레이 영역에 그 응용성을 넓히고 있다. 본 연구는 모체 결정 MgWO4에 희토류 이온인 Tb3+와 융제(flux)의 몰 비를 변화 시켜 고상반응법을 사용하여 합성을 하였다. 합성한 형광체를 여기 파장 281 nm로 제어하였을 시, 545 nm의 녹색 발광 스펙트럼을 관찰 하였다. Tb3+이온이 0.10 mol일 때, 가장 발광 세기가 컸으며, 몰비가 증가 할수록 발광의 세기는 점차 커지다가 0.12 mol에서 작아졌다. 주 발광 신호 이외에도 489 nm, 586 nm, 621 nm에서 상대적으로 작은 발광 스펙트럼을 보였다. XRD를 통해 분석한 결정구조는 단사정계임을 알 수 있었으며 주 피크는 $23.9^{\circ}$에서 발생 하였고 이는 (110)면에서 발생한 회절 신호이다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.392-393
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• 2007

PDP용 녹색 $Zn_2SiO_4$:Mn 형광체의 발광특성과 결정성을 향상시키기 위해 co-dopant로 Mg를 첨가한 $(Zn_{1-x}Mg_x)_2SiO_4$:Mn 형광체를 합성하였다. 합성된 형광체의 발광특성을 PL로 조사한 결과, $Zn_2SiO_4$:Mn 형광체는 Mg의 농도에 관계없이 530nm에서 녹색 발광을 하였고, Mg의 농도가 0.5 mol%일 때 가장 높은 발광세기가 나타났다. 이것은 Zn과 이온반경이 비슷한 Mg가 치환되어 모체에서의 Mn으로의 에너지 전이가 증가하여 발광세기가 증가한 것으로 생각된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.132.2-132.2
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• 2014

란탄족 원소가 도핑된 세라믹 나노결정, 즉, 나노형광체는 도핑되는 원소의 종류에 따라 다양한 색을 발광할 수 있다. 일반적으로 형광체는 외부에너지에 의해 여기된 후 흡수한 에너지 보다 작은 에너지의 가시광을 발광하게 된다. 이러한 현상은 downconversion 발광으로 알려져 있다. 그러나 모체에 Yb3+와 Er3+를 도핑하는 경우 적외선을 흡수하여 가시광선을 발광하는 upconversion 현상이 관찰된다. Upconversion 형광체를 이용하여 적외선을 가시광으로 변환시키면 sub-band gap 손실을 줄임으로써 태양전지 효율을 높일 수 있고, 바이오 이미징 감도를 높일 수도 있다. 그러나, upconversion 발광기구에서는 두 개의 적외선 광자가 흡수되어 하나의 가시광 광자가 방출되기 때문에 upconversion 발광 효율은 downconversion 발광 효율에 비하여 매우 낮은 특성을 보인다. 특히 형광체의 크기가 작아져 나노미터 영역의 크기가 되면 효율이 더욱 낮아지기 때문에 upconversion 나노형광체의 경우 효율을 증가시키기 위하여 형광체 주위로 결정질 쉘을 형성시키는 것이 필요하다. 이 때, 결정질 쉘에 downconversion 특성을 보일 수 있는 란탄족 원소를 도핑하는 경우 upconversion 발광 강도가 증대될 뿐 아니라, 하나의 나노입자에서 upconversion과 downconversion 두 가지 서로 다른 발광 특성을 관찰할 수 있다. 본 발표에서는 단일 나노입자에서 upconversion과 downconversion 발광을 보이는 이중발광 코어/쉘 나노형광체의 발광 특성에 대하여 논의하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.170-170
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• 2013

형광체를 조명과 디스플레이 산업에 응용하기 위해서는 충분히 밝은 빛을 제공하는 형광체의 발광 세기가 중요한 변수이다. 이러한 발광 특성은 주로 모체 격자에 도핑 되는 활성제의 농도, 입자의 형상과 크기 분포의 균일성, 결정성에 따라 달라진다. 본 연구에서는 Ca2SiO4 모체 결정에 도핑한 활성제 Eu3+와 Dy3+ 이온의 농도를 변화시키면서 고상 반응법을 사용하여 높은 발광 효율을 갖는 Ca2-1.5xSiO4::Eux3+ 적색 형광체와 Ca2-1.5xSiO4:Dyx3+ 백색 형광체를 합성하였다. 특히, 활성제 Eu3+와 Dy3+ 이온 농도의 변화가 형광체의 결정 구조, 소성 온도, 입자의 표면 형상, 광학 스펙트럼의 발광 효율에 미치는 영향을 조사하여 최적의 합성 조건을 결정하였으며, 회절 신호의 반치폭과 발광 세기의 상호 관계를 조사하였다. Ca2-1.5xSiO4::Eux3+와 Ca2-1.5xSiO4:Dyx3+ 형광체 초기 분말 시료는 CaO (99.9% 순도), SiO2 (99.9%), Dy2O3 (99.9%)와 Eu2O3 (99.9%)인 화학 물질을 구입하여 초정밀 저울로 화학양론적으로 측정하였다. 이때 Eu와 Dy의 함량비는 x=0, 0.01, 0.05, 0.1, 0.15, 0.2 mol로 변화 시키면서 합성하였다. Ca2-1.5xSiO4: Dyx3+ 형광체 분말 시료의 경우에 소결 온도를 각각 $1000^{\circ}C$와 $1100^{\circ}C$로 달리하여 흡광과 발광 스펙트럼의 세기를 비교해 본 결과, 서로 다른 두 소결 온도에서 합성한 두 형광체 분말은 동일하게 Dy3+의 몰 비가 0.05 mol일 때 주 발광 스펙트럼의 세기는 최대값을 나타내었다. 파장 355 nm로 여기시킨 Dy3+ 함량비에 따른 Ca2-1.5xSiO4:Dyx3+ 형광체 분말의 발광 스펙트럼은 Dy3+ 함량비에 관계 없이 581 nm에서 가장 강한 황색 발광을 보였다. 함량비가 증가함에 따라 발광 스펙트럼의 변화가 관측되었는데, Dy3+의 몰 비가 0.01 mol~0.05 mol인 영역에서는 발광 세기가 증가하여 0.05 mol에서 최대를 나타내다가 Dy3+의 몰 비가 더욱 증가함에 따라 발광세기는 현저히 감소하는 경향을 나타내었는데, 이 현상은 농도 소광 현상으로 해석 할 수 있다. 이외에도, Eu3+와 Dy3+ 이온의 함량비와 소결 온도가 결정 입자의 크기와 흡광 스펙트럼에 미치는 결과를 조사하였다.