핵심 개념
Yb3+ 이온의 농도를 증가시키면 다양한 산화 세라믹 호스트에서 Er3+ 이온의 상향변환 발광에서 적색 성분이 증가하고 녹색 성분이 감소하는 것을 확인했으며, 이는 Yb3+ 이온과 Er3+ 이온 사이의 이온 간 거리가 상향변환 발광 메커니즘에 중요한 역할을 한다는 것을 시사한다.
초록
다양한 산화 세라믹 호스트에서 $Yb^{3+}$로 감응된 $Er^{3+}$의 상향변환 반응 비교 분석
본 연구는 Er3+ 및 Yb3+ 이온이 도핑된 다양한 산화 세라믹 호스트에서 Yb3+ 이온의 농도 변화에 따른 Er3+ 이온의 상향변환 발광 특성을 비교 분석하는 것을 목표로 한다.
Y2O3 (YO), BaGd2ZnO5 (BGZ), BaLa2ZnO5 (BLZ), BaY2ZnO5 (BYZ), Y2TiO5 (YTO) 등 5가지 산화물을 호스트 재료로 사용하고, 각 호스트에 Er3+ 및 Yb3+ 이온을 다양한 농도로 도핑하여 세라믹 샘플을 제작했다.
졸-겔법(citrate-EDTA 또는 Pechini technique)을 이용하여 산화물 분말을 합성하고, 펠렛 형태로 제작하여 소결 과정을 거쳐 세라믹 샘플을 얻었다.
X선 회절 분석(XRD) 및 주사 전자 현미경(SEM)을 이용하여 합성된 세라믹 샘플의 결정 구조 및 미세 구조를 분석했다.
975.5 nm 파장의 레이저를 이용하여 상온에서 샘플의 상향변환 발광 스펙트럼을 측정하고, Yb3+ 이온의 농도 변화에 따른 적색 및 녹색 발광 성분의 세기를 비교 분석했다.