응력 발광 재료는 기계적 자극 하에서 기계 에너지를 직접 광자 방사로 변환할 수 있으며, 최근 정보 위조 방지, 응력 감지, 전자 피부 및 구조 손상 감지 등 첨단 분야에서 중요한 응용 잠재력을 보여주고 있습니다. 현재, 사전 충전이 필요 없는 자가 회복형 응력 발광 재료 시스템은 여전히 부족하며, 기질 격자가 수용할 수 있는 도핑 이온 종류도 제한적이어서 발광 메커니즘 단일, 출력 색상 고정, 스펙트럼 범위 부족 등의 과학적 문제가 존재합니다. 이에 본 연구에서는 희토류 이온, 전이 금속 이온 및 금속 이온 등 다양한 발광 중심을 도입하여 단일 재료에서 자외선부터 근적외선 대역까지 커버하는 자가 회복형 응력 발광 특성을 구현할 수 있는 새로운 유형의 붕산염 기반 응력 발광 재료(ScBO₃)를 성공적으로 개발하였습니다. 대표적인 예로 ScBO₃: Tb³⁺를 선택하여 일련의 구조 및 광학 특성 분석을 통해 그 결정 구조, 미세 형태, 발광 성능 및 자가 회복 발광 메커니즘을 체계적으로 연구하였습니다. 연구 결과, 해당 재료는 주기적 마찰 자극 하에서 사전 충전 없이도 강한 녹색 응력 발광을 지속적으로 발생시켜 우수한 순환 안정성을 나타냈습니다. 메커니즘 연구 결과, 이러한 자가 회복 응력 발광 메커니즘은 잔광 현상과 무관하며, 주로 도핑된 결정 내부의 국부 압전 효과에 기인함을 밝혔습니다. 본 시스템의 풍부한 응력 발광 밴드 및 다중 자극 반응 특성을 결합하여 정보 암호화를 위한 유연 광학 필름을 성공적으로 제작하였고, 필기 인식 분야에서의 응용 가능성을 검증하여 응력 발광 재료의 첨단 응용에 새로운 연구 방향을 제시하였습니다.

응력 발광;희토류 발광 재료;형광체;자가 회복성