Abstract
To enhance the luminescence properties, the red phosphor composed of $(Y,\;Zn)_2O_3$:$Eu^{3+}$ as doping concentration of Zn ion is synthesized at $1200^{\circ}C$ for 6 hrs in air atmosphere by conventional solid reaction method. As a result of the red phosphor $(Y,\;Zn)_2O_3$:$Eu^{3+}$ is measured X-ray diffraction (XRD), The main peak is nearly corresponded to the same as JCPDS card (No. 41-1105). When the doping concentration of Zn ion is more than 5 mol%, However, the ZnO peak is showed by XRD analysis. Therefore, when the doping concentration of Zn ion is less than 5 mol%, the Zn ion is well mixed in $Y_2O_3$ structure without the impurity phases. The photoluminescence (PL) properties is shown as this phosphor is excited in 254 nm region and the highest emission spectra of $(Y,\;Zn)_2O_3$:$Eu^{3+}$ has shown in 612 nm region because of a typical energy transition ($^5D_0{\rightarrow}^7F_2$) of $Eu^{3+}$ ion. As the doping concentration of Zn ion is more than 10 mol%, the emission peak is suddenly decreased. when the highest emission peak as doping concentration of Zn ion is shown, the composition of this phosphor is $(Y_{0.95},\;Zn_{0.05})_2O_3$:$Eu^{3+}_{0.075}$ and the particle size analyzed by FE-SEM is confirmed from 0.4 to $3{\mu}m$.
본 연구에서는 자외선 영역에서 발광하는 우수한 특성의 적색 형광체를 얻기 위하여 고상 반응법으로 air 분위기에서 $1200^{\circ}C$에서 6시간 동안 열처리하여 $(Y,\;Zn)_2O_3$:$Eu^{3+}$를 Zn 이온의 농도 변화에 따라 실험하였다. $(Y,\;Zn)_2O_3$:$Eu^{3+}$를 XRD에 의해 비교 분석한 결과 주요 peak들이 JCPDS card(No. 41-1105)와 거의 일치하는 것을 확인하였다. 그러나 Zn 이온치 농도가 5 mol% 이상일 때 XRD에서 ZnO의 peak이 관찰되는 것을 확인 하였다. 이로 인하여 Zn 이온의 농도가 5 mol% 이하일 때 불순물 상 없이 $Y_2O_3$ 구조에 잘 고용되는 것을 확인하였다. $(Y,\;Zn)_2O_3$:$Eu^{3+}$의 발광 peak은 여기 흡수 영역인 ${\lambda}ex=254\;nm$를 기준으로 612 nm 영역에서 $Eu^{3+}$ 이온의 $^5D_0{\rightarrow}^7F_2$에 전형적인 에너지 천이에 의해 가장 강한 발광 peak을 나타내는 것을 확인하였으나 Zn 이온의 농도가 10 mo1% 이상일 때 갑자기 발광 peak이 현저히 감소하는 것을 확인하였고 최대의 발광 peak을 가질 때 형광체의 조성은 $(Y_{0.95},\;Zn_{0.05})_2O_3$:$Eu^{3+}_{0.075}$이였고 입자 size는 $0.4{\sim}3{\mu}m$로 확인되었다.
