이중 발광재료
Scientific Reports 13권, 기사 번호: 10773(2023) 이 기사 인용
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측정항목 세부정보
GdVO4 기반 이중 모드 형광체는 열수 접근 방식을 통해 성공적으로 합성되었습니다. X-선 회절 분석을 통해 기준 패턴 No.와 비교하여 사각형 구조와 I41/amd 공간 제품군을 확인했습니다. ICDD #01-072-0277. 생성된 형광체의 형태는 투과전자현미경과 주사전자현미경으로 확인하였다. 상세한 분광학 분석을 통해 일련의 GdVO4: x% Yb3+, y% Tm3+, 5% Eu3+(x = 5, 10, 15, 20; y = 0.1, 0.5, 1) 인광체에서 Yb3+ 함량이 증가하면서 조정 가능한 발광 특성이 밝혀졌습니다. Yb3+, Tm3+ 및 Eu3+- 코도핑된 형광체에 대해 우리는 Tm3+ 이온의 1G4 → 3H6 및 1G4 → 3F4 전이와 관련된 밴드를 관찰했는데, 이는 두 개의 근처 Yb3+ 이온이 근적외선 흡수에 관여하는 협력적 상향 변환 메커니즘을 통해 발생했습니다. 또한, GdVO4: 20% Yb3+, 0.5% Tm3+, 5% Eu3+는 UV 하의 빨간색(x = 0.6338, y = 0.3172)에서 NIR 하의 파란색(x = 0.2640, y = 0.1988)까지 가장 뛰어난 색 조정성을 나타냈습니다. 위조 방지 활동에 적용될 수 있는 자극.
란탄족 이온(Ln3+)으로 도핑된 무기 물질은 레이저, 박막 형광체, 약물 전달, 바이오 이미징 또는 위조 방지 등 다양한 응용 분야를 기반으로 일상 생활의 여러 분야에서 중요한 역할을 합니다1,2,3,4,5 ,6,7. 마지막으로 언급된 그룹은 바코드, 잉크, 홀로그램, RFID(Radio Frequency Identification) 등 위조 방지 태그가 구현된 여러 미디어로 구성됩니다. 앞서 언급한 모든 보안 접근 방식에는 한계가 있으므로 정기적으로 물, 세척제 또는 UV 방사선으로 처리될 수 있는 옷이나 문서 표시에는 적용할 수 없습니다. 최근 개발된 무기 인광체로 개질된 셀룰로오스 섬유8,9,10,11,12는 환경 친화적인 NMMO(N-Methylmorpholine-N-Oxide) 방법을 통해 제조됩니다. 결과적으로 소위 Tencel 섬유는 종이 변형이나 직물의 일부로 사용될 수 있습니다. 또한, 이러한 엄격한 섬유 준비 과정에서 사용되는 발광 개질제는 탁월한 안정성을 발휘해야 합니다. 우리의 연구에서 우리는 강력한 에너지 흡수와 에너지 전달 프로세스의 높은 효율성을 기반으로 GdVO4 기반 이중 모드 형광체를 선택했습니다. 불화물 기반 형광체에 비해 대체 유형의 재료로서 바나듐산염 기반 형광체의 또 다른 장점은 높은 열 안정성으로, 작동 온도가 100°C16을 초과하는 발광 다이오드 응용 분야에 유리합니다. 형광체 응용 분야에 일반적으로 사용되는 바나듐산염 재료와 비교하여 불화물 재료는 고온에 민감할 뿐만 아니라 발광 수명이나 방출 색상과 같은 분광 특성에 우발적으로 영향을 미칠 수 있는 표면 오염에도 민감합니다.
우발적인 영향과는 반대로, UV 또는 NIR 여기 하에서 강도 및 다양한 발광 색상에 대한 의도적인 영향은 지정된 Ln3+ 도펀트 농도로 인해 발생합니다. 이중 모드 발광을 나타내는 희토류 도핑 재료는 다양한 응용 분야에서 엄청난 잠재력을 가지고 있습니다. 전자 구조에 따라 다양한 에너지 값을 갖는 에너지를 흡수할 수 있는 이온의 조합을 사용하면 독특한 발광색조성을 얻을 수 있습니다. 조정 가능한 발광을 얻기 위한 완벽한 조합은 Yb3+, Tm3+ 및 Eu3+ 이온으로 구성된 시스템입니다. 여기서 980 nm의 NIR 여기는 Yb3+에 의해 흡수될 수 있으며 두 개 이상의 광자를 Tm3+ 및 Eu3+ 이온으로 전달한 후 가시적인 상향 변환 방출이 관찰되며 이는 Tm3+ 및 Eu3+ 비율에 크게 의존합니다. 또한 UV 조사 하에서는 직접 Eu3+ 여기가 발생하거나 오르토바나데이트 매트릭스에서 도펀트 이온으로 에너지가 전달될 가능성이 있습니다. 두 경우 모두 Eu3+와 관련된 적색 방출이 관찰됩니다22,23.