Spectroscopic Studies of Rare-earth Elements in Silicate Glasses

실리카계 유리의 희토류 이온 분광특성 연구

  • Yoon, Y.Y. (Korea Institute of Geology, Mining and Materials (KIGAM)) ;
  • Kim, T.S. (Korea Institute of Geology, Mining and Materials (KIGAM)) ;
  • Kil, D.S. (Korea Institute of Geology, Mining and Materials (KIGAM)) ;
  • Hwang, Y. (Korea Institute of Geology, Mining and Materials (KIGAM)) ;
  • Chung, H.S. (Korea Institute of Geology, Mining and Materials (KIGAM))
  • Published : 1998.02.01

Abstract

Spectroscopic properties of $Eu^{3+}$, $Sm^{3+}$, $Tb^{3+}$ ions in silicate glasses have been studied. The absorption and emission properties were investigated with the wavelength and rare-earth element concentration. The results showed that the emission spectrum of $Sm^{3+}$ was a transition from $^{5}D_{o}$ excited level to ^{7}F$ ground state and $Sm^{3+}$ was from $4F_{5/2}$ to $^{6}H$ and $Tb^{3+}$ was from $^{5}D_{4}$ to ^{7}F$ The emission intensity was linearly increased with rare-earth element concentrations up to 10wt%.

실리카 유리에 3가 이온 희토류 원소인 $Eu^{3+}$, $Sm^{3+}$, $Tb^{3+}$를 첨가한 경우의 분광특성 변화를 연구하였다. 유리시료의 분광특성은 회토류를 첨가한 경우의 파장영역에 따른 흡수 및 발광파장의 변화를 관찰하였으며, 희토류 함량을 1-10wt%까지 첨가하여 함량변화에 따른 형광세기 변화를 조사하였다. 형광특성 측정 결과 희토류 원소의 함량이 10wt%까지 형광세기는 함량에 비례하여 계속 증가하였으며, 시료의 형광특성을 상온에서 관측한 결과 400-500nm사이에서 가장 많은 빛을 흡수하여 가시광선 영역인 600nm부근에서 방출되는 형광세기가 가장 크게 나타났다. 이때 방출되는 희토류 원소들은 $Eu^{3+}$의 경우 $^{5}D_{o}$ -> ^{7}F$. $Sm^{3+}$$4F_{5/2}$ -> $^{6}H$, $Tb^{3+}$$^{5}D_{4}$ -> ^{7}F$의 전이임일 알 수 있었다.

Keywords

References

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