전기로와 레이저 조사에 의한 나노결정 형성과 희토류의 형광특성 비교 = Synthesis of Nanocrystals by Using Thermal Treatment with an Electric Furnace and Laser Heating and Emission Characteristics of Doped Rare-Earth Ions

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

We synthesized nanocrystals doped with Eu$^{3+}$ and Yb$^{3+}$ ions by using two different thermal treatments for glass, an electric furnace and a CO$_{2}$ laser, and compared the results. Electric-furnace treatment produced ZnO, ZnAl$_{2}$O$_{4}$, Al$_{2}$O$_{3}$, and YbBO$_{3}$ nanocrystals depending on the temperature. However, CO$_{2}$ laser treatment precipitated ZnAl$_{2}$O$_{4}$ only. We discuss the origin of the results. The size of precipitated nanocrystals was estimated to be in the range of 20$\sim$40 nm. Emission enhancement of the glass ceramics formed by using an electric furnace was not impressive. In contrast, the glass ceramics obtained by using laser treatment produced both strong visible up-conversion under 980 nm excitation and enhanced down-shift emission under 365 nm excitation.

국문 초록 (Abstract)

전기로와 CO$_{2}$레이저의 서로 다른 열처리 방법으로 Eu$^{3+}$와 Yb$^{3+}$이온이 도핑된 나노결정을 제조하고 그 결과를 비교 분석하였다. 전기로를 이용한 경우는 온도에 따라 ZnO, ZnAl$_{2}$O$_{4}$, Al$_{2}$O$_{3}$, YbBO$_{3}$ 결정이 형성되었고, 레이저를 이용한 경우는 ZnAl$_{2}$O$_{4}$의 나노결정만 형성되는 특이한 결과를 얻었고 원인에 대해 논의하였다. 각각의 나노결정의 크기는 XRD 분석을 이용하여 20$\sim$40 nm로 추정하였다. 전기로 열처리로 제조된 시료는 형광의 증가가 미미하였으나 CO$_{2}$ 레이저에 의해 제조된 시료는 980 nm 여기 광에 의해 Eu$^{3+}$ 이온으로부터의 매우 강한 상방전환 가시광선 형광을 얻었고, 365 nm 여기 광에 의해 Eu$^{3+}$ 이온으로부터 역시 매우 향상된 하방전환 형광을 얻을 수 있었다.

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