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본 연구에서는 Yb3+ 이온을 0.15 mol에 고정시키고 Er3+ 이온의 농도를 변화시키며 GdAlO3:Er3+, Yb3+ 형광체 분말을 고상반응법을 이용하여 합성하고 Er3+ 이온의 농도 변화에 따른 형광특성의변화에 대하여 연구하였다. X-선 회절장치를 이용하여 (Gd0:85xYb0:15)AlO3:Er3+ x 형광체 분말의결정성을 측정하였으며, 형광체 분말은 Er3+ 이온의 함유량에 관계없이 사방정계(orthorhombic) 구조의다결정 상으로 성장하였음을 확인할 수 있었다. 형광광도계를 이용하여 형광체의 하방 전환 형광특성을관찰하였으며, 980 nm 레이저 다이오드와 분광기를 이용하여 상방 전환에 의한 형광특성을 분석하였다. 378 nm의 파장으로 여기시킬 때 420 – 500 nm 영역에서 넓게 분포하는 발광스펙트럼과 520 – 570 nm 에서 상대적으로 좁게 분포하는 발광스펙트럼을 얻을 수 있었으며, 980 nm 레이저 다이오드로여기에 의한 상방전환 발광스펙트럼은 545 nm 부근의 강한 녹색 형광과 657 nm에서의 약한 적색 형광을 나타내었다. 하방전환 및 상방전환에 의한 형광의 세기는 Er3+ 이온의 농도가 각각 0.12 mol 및 0.09 mol 일 때 최대의 값을 나타내었으며 형광메카니즘이 다름에 따라 형광 세기의 농도 의존성이 다르게 나타남을알 수 있었다.
Er3+and Yb3+ co-doped Gd(0:85x)AlO3:Yb3+ 0:15, Er3+ x (x = 0.06, 0.09, 0.12 and 0.15) polycrystalline powders have been prepared by using a solid-state reaction method. The crystallinity of the powders shows a polycrystalline orthorhombic system. For the down-conversion photoluminescence, through the direct excitation of Er3+ ions using a wide emission spectrum in the range of 420 – 500 nm from the host crystal and 520 – 570 nm from the Er3+ ions has been observed. The up-conversion photoluminescence properties of Gd(0:85x)AlO3:Yb3+ 0:15, Er3+ x phosphors were investigated in detail. The green and the red up-conversion emissions from the phosphors were observed under an excitation at 980 nm by using a semiconductor laser. The powders exhibited strong green and weak red up-conversion emission peaks at 545 and 657 nm, respectively. The luminescence intensity showed the different Er3+ concentration dependencies for the up- and down-conversion luminescence behaviors due to the difference in their luminescence mechanisms. The maximum intensities for the up- and down-conversion luminescence occurred at Er3+ ions 0.12 and 0.09 mol, respectively.
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GdAlO3, Yb3+/Er3+-doped, Phosphors, Down-conversion, Up-conversion
