자외선 C 대역(UVC, 200~280 nm) 빛은 살균 소독, 위조 방지 마킹 등 분야에서 중요한 응용 가치를 가지고 있습니다. 기존 수은등 및 심자외선 발광 다이오드와는 달리 본 연구에서는 고온 고상법을 이용하여 Sr_3-xB₂O₆∶xPr³⁺ (x=0.005~0.05) 형광체 시리즈를 합성하고, 이들의 상 구조, 발광 특성 및 업컨버전 성능을 체계적으로 연구하였으며, 청색 발광 다이오드(LED) 흡광을 기반으로 하는 업컨버전 자외선 광원을 개발하는 것을 목표로 하였습니다. 450 nm 청색 레이저로 여기 시킨 결과, 시료는 250~370 nm 자외선 대역에서 업컨버전 자외선 방출을 나타냈으며, 이는 Pr³⁺의 4f¹5d¹→4f² 전이에 해당합니다. 또한 업컨버전 자외선 방출의 전력 의존성을 추가로 연구한 결과, 자외선 방출은 이광자 업컨버전 과정에 기인함을 확인하였습니다. 450 nm 레이저를 2시간 동안 지속 조사해도 업컨버전 자외선 방출 강도는 뚜렷한 감쇠를 보이지 않았고, 436 K까지 가열해도 실온 강도의 75%를 유지하여 매우 우수한 안정성을 나타냈습니다. 더 나아가 형광체를 450 nm LED 칩과 함께 캡슐화하여 업컨버전 자외선 방출 소자를 제작하였고, 복잡한 다양한 환경에서 높은 신호대잡음비 마킹에 성공적으로 사용하였습니다. 본 연구는 신형 심자외선 광원 개발 및 위조 방지 마킹 등 분야의 응용에 중요한 참고 자료가 됩니다.

Pr³⁺;UVC 광자;업컨버전