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비스무트를 첨가한 석영과 유사한 유리에서 열 유도된 활성중심의 발광특성

전문가 제언: ○ 코닝의 Vycor유리제조의 중간과정을 이용하여 본고에서는 소다-붕규산유리의 분상을 위한 열처리를 하고 질산으로 에칭하여 고 실리카 다공질유리를 얻었다. 이 유리를 비스무트 질산염에 침지시키면 유리 중에 비스무트이온이 흡착되고 높은 온도에서 열처리하면 유리의 점성유동으로 기공들이 붕괴되어 기포가 없는 비스무트산화물을 함유한 석영과 유사한 유리(BCQG)가 얻어졌다. 본고에서는 BCQG의 각종 열처리와 발진파장에 따른 발광스펙트럼을 조사하였다.

○ 본고에서는 870℃이하의 열처리로 비스무트 활성중심이 Bi3+가 되어 발진에 의해 청색발광을 보이고 870℃이상에서는 Bi3+가 Bi2+로 환원되어 적색발광 스페트럼이 나타나게 된다는 기초연구에 머물고 있다. 현재는 대부분 펜토 초 레이저방사로 활성중심의 전자들을 여기 시키고 있다.

○ 전 세계적으로는 백색 발광LEDs를 만들기 위한 각종 발광 형광체제조에 연구가 집중되고 있다. YAG : Ce3+형광체가 방사하는 광 스펙트럼 중 적색 광 부분이 부족하여 실내조명으로의 응용이 제한되고 있다. 중국 과학원 푸젠 물질구조 연구소 및 타이완대학의 공동연구로 Mn4+를 도핑한 K2TiF6, K2SiF6, NaYF4와 NaGdF4의 적색 발광 형광체의 개발에 성공하여 이들과 YAG : Ce3+황색 형광체 조합패키지를 이용하여 온난한 백색 발광LEDs를 개발하였다. 국내에서도 경희대, 건국대 등에서 청색과 황색 2종류의 발광 층을 유기 저분자물질을 적층하여 고순도 백색 유기발광 소자의 제조연구가 이루어졌다.

○ 뮌헨 루드비히-막시밀리안 대학의 Schmidt박사와 Schnick교수 연구진은 2014년 LEDs에 응용할 수 있는 새로운 물질을 개발하였다고 발표하였다. 즉, 질화물 스트론듐(Sr 질화물, LiAl3N4)에 Eu를 도핑하면 적색 대역에서 강렬한 발광을 나타내 최고 발광은 약 650nm에서 일어나고 최고 폭은 단 50nm이었다. 이 물질은 기존의 백색 발광LEDs보다 14%나 더 많은 빛을 생성하며 우수한 연색 평가지수(color rendering index)를 나타내 지금까지 LEDs에 도입한 모든 적색 발광 인광체를 압도하고 있다. 앞으로는 펜토 초 레이저를 이용, 비선형 광학소자, 레이저 유기 광도파로, 광 증폭기 등에 대한 연구도 진행되어야 할 것이다.

저자: S. V. Firstov, et al
자료유형: 니즈학술정보