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복합산화물을 모체로 하는 새로운 형광체 (New Luminescnet Materials of Oxide Compounds : The Relation Between Crystal Structure and Luminescent Property)

전문가 제언: □ 형광체의 개발에 있어서 연구과정은 첨가하는 물질의 조성변화와 발광특성의 관계를 여러 분석 장치를 이용하여 분석한 후, 최적의 조건을 찾아내는 것이 일반적인 연구 사례이데, 원하는 발광특성을 얻으려면 형광체 물질을 구성하고 있는 원자의 배위관계가 중요하다. 이 논문은 처음부터 첨가하는 화합물의 결정구조와 형광체의 발광특성과의 관련성에 착안하고 형광체의 연구개발을 수행한 점은, 금후 소재 개발을 하려는 연구자들에게 좋은 참고가 될 것으로 기대 한다.

□ 형광체는 광통신용, 디스크(disk)용, 광전자산업 등의 분야에서 광원으로서 중요한 위치를 차지하고 실용화가 계속 진행될 것으로 본다. 현재 중요한 소재인 3~5족(族) 원소의 반도체는 실온에서의 발진파장은 에너지 틈(gap)의 한계로 인해서 600nm 이상의 장파장 영역에 한정되고, 단파장의 청색의 발진(發振)이 기대되는 2~4족 원소의 반도체의 경우는 안정한 pn 접합이 곤란하기 때문에 실용화가 어려운 것 같다. 그러나 희토류(希土類) 원소의 경우, 특히 Er3+이온은 발광파장이 0.41µm(청색), 0.55µm(녹색), 0.66µm(적색)의 3원색(原色)이 존재하기 때문에 원소의 배위자장(配位磁場)을 바꾸면 여러 색상의 형광체가 얻어지므로, 금후 형광체 개발연구에 있어서 희토류 원소의 활용에 주목할 필요가 있다.

□ 산화물계통의 유리에서도 적외(赤外)-가시(可視) 변환(變換)형광이 관측되고 있다. 예컨대, 1mol%의 Eu2O3와 Na2O를 30mol%를 함유하는 산화물 유리 중에 Eu3+이온의 포논 밴드 스펙트럼(phonon band spectrum)이 파수(波數) 약 21,500cm-1 영역에서 보이는데, 유리중의 희토류 이온의 진동완화(振動緩和)에 기여하는 포논에너지(phonon energy) 때문에 여러 색상의 형광이 얻어지므로, 산화물 유리도 형광체 개발에서 중요한 과제중의 하나라고 사료된다.

저자: Shunichi KUBOTA
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