Thermal stabilizing effect of Yb³⁺ Er³⁺ codoping into TiO₂ powder prepared by sol-gel method and its upconversion characteristic

Yb³⁺ Er³⁺ ions 동시도핑에 의한 TiO₂ 분말의 열적 안정성 증가효과와 upconversion 특성 연구

Thermal stabilizing effect of $Yb^{3+},\;Er^{3+}$ codoping into $TiO_2$ powder prepared by sol-gel method and its upconversion characteristics were analyzed. The effect of $TiO_2:Yb^{3+},\;Er^{3+}$ ions on crystallinity and phase transition was studied by X-ray diffraction (XRD). The change of band-gap energy induced from Yb and Er codoping was analyzed by UV-Vis. The band-gap energy of $TiO_2$ have been slightly narrowed by $Yb^{3+},\;Er^{3+}$ codoping, which indicated that the $Yb^{3+},\;Er^{3+}$ ions can enhance the photo-catalytic property of $TiO_2$. green and red up-conversions of $Yb^{3+}$ and $Er^{3+}$ co-doped $Y_2O_3:Yb^{3+},\;Er^{3+}$ phosphor were analyzed by PL equipped with 980 nm laser.

Sol-gel method로 합성한 anatase상의 $TiO_2$와 Yb와 Er을 codoping한 $TiO_2:Yb^{3+},\;Er^{3+}$ 파우더의 열적안정성과 이에 따른 광촉매 특성의 변화를 비교하였다. XRD 분석을 통하여 $TiO_2$ 결정성 및 상변화에 $Yb^{3+},\;Er^{3+}$ ions이 미치는 영향을 온도에 따라 비교하였으며 anatase $TiO_2$와 rutile $TiO_2$의 광학적 성질을 UV-Vis을 통하여 비교하였다. UV-Vis 분석결과 anatase $TiO_2:Yb^{3+},\;Er^{3+}$ ions도핑에 의하여 $TiO_2$의 밴드갭이 미세하게 감소함을 확인하였고 이를 통해 광촉매 작용을 향상시킬 수 있음을 확인하였다. $Yb^{3+}$ 이온과 $Er^{3+}$ 이온이 도핑된 $TiO_2:Yb^{3+},\;Er^{3+}$ 파우더를 980 nm에서 PL 분석하여 녹색 및 적색 형광을 하는 up-converting 형광특성을 분석하였다.