Eu²⁺/Tb³⁺ 공도핑 Sr9Gd(PO4)5(SiO4)F2 형광체의 에너지 전달 메커니즘 및 제로 농도 소광 거동 연구

HUO Yang ,  

ZHANG Bingye ,  

摘要

본 논문은 고온 고상법을 채택하여 인회석 기질 Sr9Gd(PO4)5(SiO4)F2 (SGPSF)를 연구 대상으로 하였으며, Eu2+/Tb3+ 공도핑 발광 시스템을 성공적으로 구축하고 결정 구조와 광학 특성 간의 내재된 연관성을 체계적으로 탐구하였다. XRD 결과 모든 시료가 단일 인회석 상임을 나타내며, Eu2+와 Tb3+가 격자에 성공적으로 도입되어 구조가 안정적임을 확인하였다. 시료의 발광 특성은 Eu2+가 청색 영역에서 광대역 발광을 나타내며, 방출 피크는 434 nm 및 458 nm에서 두 개의 가우스 피크로 적합될 수 있음을 보여준다. Tb3+는 전형적인 ⁵D4→⁷FJ 녹색 협대역 발광을 나타내며, 두 스펙트럼의 중첩은 높은 효율의 에너지 전달 조건을 제공하고 Tb3+ 농도 증가에 따라 제로 농도 소광 현상이 나타남을 보여준다. 시료의 발광 스펙트럼과 형광 감쇠 스펙트럼 분석을 통해 Eu2+→Tb3+ 에너지 전달이 전기 쌍극자-사중극자 상호작용에 의해 주로 지배되며 최대 전달 효율이 71.63%에 달함을 명확히 하였다. 동시에 본 시스템은 270–420 nm 구간에서 우수한 근자외선 흡수를 가지며, 420 K에서도 우수한 발광 성능을 나타낸다(전체 발광 강도는 실온 대비 54.69%). 종합하면 Eu2+/Tb3+ 공도핑 SGPSF 형광체는 조절 가능한 발광, 효과적인 에너지 전달 및 우수한 열적 안정성을 가지고 있어 백색 LED에 잠재적 응용 가치를 가진다.

关键词

인회석;농도 소광;백색 LED;에너지 전달

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