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ISSN : 1225-0562(Print)
ISSN : 2287-7258(Online)
Korean Journal of Materials Research Vol.30 No.8 pp.406-412
DOI : https://doi.org/10.3740/MRSK.2020.30.8.406

Synthesis and Properties of SrMoO4 Phosphors Doped with Various Rare Earth Ions for Anti-Counterfeiting Applications

Tae-Ok Moon, Jae-Yong Jung, Shinho Cho†
Division of Materials Science and Engineering, Silla University, Busan 46958, Republic of Korea
Corresponding author E-Mail : scho@silla.ac.kr (S. Cho, Silla Univ.)
June 9, 2020 July 3, 2020 July 13, 2020

Abstract

SrMoO4:RE3+ (RE=Dy, Sm, Tb, Eu, Dy/Sm) phosphors are prepared by co-precipitation method. The effects of the type and the molar ratio of activator ions on the structural, morphological, and optical properties of the phosphor particles are investigated. X-ray diffraction data reveal that all the phosphors have a tetragonal system with a main (112) diffraction peak. The emission spectra of the SrMoO4 phosphors doped with several activator ions indicate different multicolor emissions: strong yellow-emitting light at 573 nm for Dy3+, red light at 643 nm for Sm3+, green light at 545 nm for Tb3+, and reddish orange light at 614 nm for Eu3+ activator ions. The Dy3+ singly-doped SrMoO4 phosphor shows two dominant emission peaks at 479 and 573 nm corresponding to the 4F9/26H15/2 magnetic dipole transition and 4F9/26H13/2 electric dipole transition, respectively. For Dy3+ and Sm3+ doubly-doped SrMoO4 phosphors, two kinds of emission peaks are observed. The two emission peaks at 479 and 573 nm are attributed to 4F9/26H15/2 and 4F9/26H13/2 transitions of Dy3+ and two emission bands centered at 599 and 643 nm are ascribed to 4G5/26H7/2 and 4G5/26H9/2 transitions of Sm3+. As the concentration of Sm3+ increases from 1 to 5 mol%, the intensities of the emission bands of Dy3+ gradually decrease; those of Sm3+ slowly increase and reach maxima at 5 mol% of Sm3+ ions, and then rapidly decrease with increasing molar ratio of Sm3+ ions due to the concentration quenching effect. Fluorescent security inks based on as-prepared phosphors are synthesized and designed to demonstrate an anticounterfeiting application.


위조 방지 분야에 응용 가능한 다양한 희토류 이온이 도핑된 SrMoO4 형광체의 제조 및 특성

문 태옥, 정 재용, 조 신호†
신라대학교 신소재공학부

초록


    National Research Foundation of Korea
    NRF-2020R1I1A3A04037942

    © Materials Research Society of Korea. All rights reserved.

    This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

    1.서 론

    최근에 형광체 물질을 사용하여 화폐, 신용카드, 고가 의 미술 작품에 대한 위조를 방지하기 위한 기술과 지 문 인식을 통한 보안 시스템을 개발하는 연구에 상당한 관심이 집중되고 있다.1-3) 진품과 유사한 위조 제품의 지 속적인 출현은 시장 질서를 교란시키고, 소비자에게 막대 한 경제적인 손실과 건강에 치명적인 위해를 가할 수 있 기 때문에 위조품의 진위를 판별하는 기술의 개발은 시 급한 실정이다. 지금까지 고주파 확인 방법(radio-frequency identification), 핵 트랙 기술(nuclear track technology), 레이저 홀로그램(laser hologram)과 같은 다양한 위조 방 지 기술이 개발되어 사용되고 있으나, 고가의 제조 장 비와 저장된 정보를 재인식하는 복잡한 절차 때문에 그 응용성에는 한계가 있다.4) 이러한 문제점을 해결하고자 최근에 높은 발광 세기, 특정한 발광 파장 영역과 비교 적 쉽게 제조할 수 있는 형광체 물질을 기반으로 하는 광학적 위조 방지 기술에 대한 관심이 증가하였다. 일 반적으로 반도체 양자점(quantum dots), 탄소 양자점 (carbon dots), 유기 염색체(organic dyes), 희토류 이온이 도핑된 형광체 등이 위조 방지를 위한 형광 물질로 사 용되고 있다.5) 이중에서 희토류 원소가 활성화된 형광체 는 좁은 발광 파장 영역, 긴 발광 수명, 다양한 발광 파 장, 높은 화학 및 열적 안정성 때문에 위조 방지용 물 질로 응용하기에 많은 장점을 갖고 있다. Hu 등6)은 고 상반응법을 사용하여 흡광 파장 1,550 nm에서 녹색과 적 색을 발광하는 LiYMgWO6:Er3+ 형광체 분말을 합성하여 위조 방지용 보안 잉크로 개발하였다. Hua 등7)은 침전 법을 사용하여 EuSr2F7과 TbSr2F7 형광체 물질을 합성 한 후에 20 % polyvinyl alcohol 용액에 녹여서 보안 잉크를 제조함으로써 위조 방지용으로 응용할 수 있음 을 발표하였다. Park 등8)은 여러 기판 표면에 각인된 지 문을 시각화시키기 위하여 고상반응법으로 Sr10(PO4)6O: Ce3+ 형광체를 합성하여 형광체 분말을 미세한 브러시 로 문질러서 숨어있던 지문 형상을 복원하였음을 발표 하였다.

    본 연구에서는 제조 방법이 비교적 용이하고 단시간에 합성이 가능한 공침법(co-precipitation)을 사용하여 SrMoO4 모체 격자에 Dy3+, Sm3+, Tb3+ 이온을 각각 단일 도핑 한 청황색, 적주황색, 녹색 형광체와 Dy3+와 Sm3+ 이온 을 동시 도핑한 형광체를 합성하였다. 다양한 종류의 활 성제 이온과 농도 변화에 따른 형광체 분말의 결정 구 조와 입자의 크기, 흡광과 발광 파장의 세기, CIE 1931 색좌표를 분석하였다. 특히, 합성한 형광체 분말을 위조 방지용으로 응용하기 위하여 보안 잉크를 제조하여 복 사용지에 새긴 상을 가시화시켰다.

    2. 실 험

    2.1 공침법(co-precipitation method)을 이용한 형광 체 합성

    SrMoO4:RE3+ (RE = Dy, Sm, Tb, Eu, Dy/Sm) 형광체 분말은 공침법(co-precipitation)으로 합성되었다. 초기 물 질인 스트론튬 아세테이트[(CH3CO2)2Sr, 99.9 % 순도], 헵타몰리브덴산 암모늄[(NH4)6Mo7O24·4H2O, 99.0 %], 디 스프로슘 질산염 수화물[Dy(NO3)3·xH2O, 99.9 %], 사마 륨 질산염 육수화물[Sm(NO3)3·6H2O, 99.9 %], 질산 유 로퓸 오수화물[Eu(NO3)3·5H2O, 99.9 %], 터븀 질산염 오수화물[Tb(NO3)3·5H2O, 99.9 %]를 화학양론적으로 측 정하여 합성하였다. 활성제 Dy3+, Sm3+, Eu3+, Tb3+ 이 온이 각각 단일 도핑된 SrMoO4 형광체의 경우에 몰 비 는 각각 5 mol%이었고, Dy3+와 Sm3+ 이온을 동시 도핑 한 SrMoO4 형광체의 경우에는 Dy3+ 이온의 몰 비를 5 mol%로 고정한 상태에서 Sm3+ 이온의 몰 비를 1, 3, 5, 7, 10 mol%로 변화시켰다. 정밀 저울을 사용하여 적정 량의 초기 물질을 측정하고 스트론튬 아세테이트, 희토 류 물질인 RE(NO3)3·xH2O (RE = Dy, Sm, Eu, Tb)와 증류수 50 mL를 비커에 담아서 가열기(hotplate) 위에 두 고 50 °C에서 25분 동안 교반시켜 용액 A를 제조하였 다. 다른 비커에 적정량의 (NH4)6Mo7O24·4H2O와 증류수 50 mL를 넣고 50 °C에서 25분 동안 교반시켜 용액 B 를 합성하였다. 용액 B를 교반 중인 용액 A에 한 방울 씩 떨어뜨려 반응시켰고, 수산화나트륨(NaOH, 1 mol%) 를 사용하여 혼합 용액의 pH 값을 8~9로 맞추었다. 반 응이 완료된 혼합 용액을 원심분리기를 사용하여 4,500 rpm에서 10분 동안 동작시킨 후에, 침전물을 회수하여 건조기에 넣고 80 °C에서 12시간 동안 건조시켰다. 건조 된 분말을 알루미나 도가니에 담아 전기로에 넣고 400 °C 에서 3시간 동안 하소 공정과 1,100 °C에서 5시간 동안 소결하여 합성하였다.

    2.2 위조 방지용 잉크 제작 및 응용

    합성한 SrMoO4:RE3+ (RE = Dy, Sm, Tb, Eu) 형광체에 적정량의 폴리비닐피로리돈[polyvinylpyrrolidone (PVP), m.w. = 14,000]와 에탄올(ethyl alcohol, 99.9 %) 1 mL를 넣고 교반시켜 제조한 혼합 용액을 미세한 붓에 적셔서 위조 방지로 사용할 복사용지 위에 원하는 글자(Silla MSE)를 표시하였다.

    2.3 특성 분석

    형광체 분말의 결정 구조는 X-선 회절장치(Ultima IV, Rigaku)를 사용하여 분당 4°의 속도로 회절각(2θ) 10 ~ 60° 영역에서 측정하였다. 광학 특성과 CIE 색 좌표는 상온 에서 형광광도계(FS-2, Scinco)를 사용하여 400 V의 광 증배관 전압에서 조사하였다. 표면의 미세 형상과 결정 입자의 크기는 주사전자현미경(SEM, CX-200, Coxem)으 로 촬영하였다.

    3. 결과 및 고찰

    Fig. 1은 Dy3+, Sm3+, Eu3+, Tb3+ 이온을 각각 5 mol% 단일 도핑한 SrMoO4 형광체와 Dy3+ 이온의 몰 비를 5 mol%로 고정하고, Sm3+ 이온의 몰 비를 1, 3, 5, 7, 10 mol%로 변화시키면서 합성한 SrMoO4:Dy3+,Sm3+ 형광체 분말을 X-선 회절법(X-ray diffraction, XRD)으로 측정한 결과를 나타낸 것이다. 활성제 이온의 종류와 몰 비에 관계없이 모든 형광체 분말은 회절각 27.68°에서 최대 회 절 세기를 갖는 주 회절 피크와 상대적으로 약한 회절 세기를 갖는 29.71°, 33.19°, 45.13°, 55.99°에 피크를 갖 는 회절 신호로 구성되었다. 전자는 (112)면에서 발생한 피크이며, 후자는 (004), (200), (204), (312)면에서 각각 발생한 회절 피크이다. 이 결과를 통하여 다양한 활성 제 이온이 도핑된 SrMoO4 형광체는 ICDD #01-085- 0586와 일치하는 정방정계(tetragonal)의 결정 구조임을 확 인하였다. 결정 입자의 크기 D는 주 회절 피크인 (112) 의 회절각과 반치폭을 식 (1)의 Scherrer의 식에 대입하 여 계산할 수 있다.9)

    D = n λ / B cos θ
    (1)

    여기서 n은 Scherrer의 상수 0.9, λ는 X-선의 파장 (0.15406 nm), θ는 회절각, B는 반치폭을 나타낸다. Dy3+ 와 Sm3+ 이온이 단일 도핑된 형광체의 경우에 결정 입 자의 크기는 각각 74 μm와 68 μm이었으며, 5 mol% Dy3+와 5 mol% Sm3+ 이온이 동시 도핑된 형광체인 경 우에 결정 입자의 크기는 51 μm 이었다.

    Fig. 2는 합성된 형광체 분말의 결정 입자의 크기와 표 면 형상을 촬영한 SEM 측정 결과를 나타낸 것이다. 희 토류 이온의 종류와 농도에 관계없이 합성된 형광체 분 말은 다각형 형태의 모양을 나타내었다. Fig. 2(a)에서 보듯이, 희토류 이온이 도핑되지 않은 SrMoO4 모체 결 정의 경우에 결정 입자의 평균 크기는 50 μm 이었다. Dy3+, Sm3+, Eu3+, Tb3+ 이온이 각각 단일 도핑된 시료 의 경우에 입자의 평균 크기는 각각 70 μm, 40 μm, 30 μm, 50 μm 이었다. Fig. 2(g)에서 보듯이, 5 mol% Dy3+ 와 3 mol% Sm3+ 이온이 동시 도핑된 경우에 결정 입자 의 크기는 40 μm 이었다.

    Fig. 3은 Dy3+ 이온을 단일 도핑한 SrMoO4:Dy3+ 형광 체의 발광(photoluminescence)과 흡광(photoluminescence excitation) 스펙트럼(삽입 그림)을 나타낸 것이다. 삽입 그 림에서 보듯이, 방출 파장 573 nm에서 제어하면서 측정 한 SrMoO4:Dy3+ 형광체의 흡광 스펙트럼은 297 nm에 피크를 갖고 230 ~ 340 nm의 파장 영역에 넓은 밴드를 갖는 O2− 음이온과 Dy3+ 양이온 사이에 발생한 전하 전 달 밴드(change transfer band; CTB)에 의한 흡광 스펙 트럼과 Dy3+ 이온의 6H15/26P7/26H15/24I13/2 전이에 의한 352 nm와 387 nm에 피크를 갖는 흡광 스펙트럼으 로 구성되었다.10) 파장 297 nm로 흡광시킨 SrMoO4:Dy3+ 형광체의 발광 스펙트럼은 4F9/26H15/2 전이에 의한 479 nm에 피크를 갖는 청색 발광, 4F9/26H13/2 전이에 의한 573 nm의 황색 발광, 4F9/26H11/2 전이에 의한 660 nm 의 적색 발광, 4F9/26H9/2 전이에 의한 749 nm의 적외 선 발광으로 구성되었다.11) 상기의 발광 전이 중에서, 4F9/26H13/2 전이는 발광 세기가 활성제 이온 주위의 결 정장(crystal field)에 의하여 상당한 영향을 받는 각운동 량의 변화가 2(ΔJ=2)인 전기 쌍극자 전이(electric dipole transition)로써, 활성제 이온이 비반전 대칭(non-inversion symmetry) 자리에 위치할 때 주도적으로 발생하는 것으 로 알려져 있다.12) 이와 반대로, 4F9/26H15/2 전이는 주 위의 결정장에 크게 영향을 받지 않는 자기 쌍극자 전 이(magnetic dipole transition)이며, 활성제 이온은 반전 대칭(inversion symmetry) 자리를 차지하는 것으로 보고 되고 있다.13)

    Fig. 4는 SrMoO4:Sm3+ 형광체 분말의 발광과 흡광 스 펙트럼(삽입 그림)을 나타낸 것이다. 발광 파장 599 nm 로 제어한 흡광 스펙트럼의 경우에 289 nm에 피크를 갖 는 O2− 이온과 Sm3+ 이온 사이의 CTB에 의해 발생한 강한 흡광 신호가 관측되었다. 상기의 흡광 파장으로 SrMoO4:Sm3+ 형광체를 여기시켜 얻은 발광 스펙트럼은 4G5/26H5/2 자기 쌍극자 전이에 의한 562 nm의 녹색 발 광, 4G5/26H7/2 자기 쌍극자 전이에 의한 599 nm의 주 황색 발광, 4G5/26H9/2 전기 쌍극자 전이에 의한 643 nm의 적색 발광, 4G5/26H11/2 전기 쌍극자 전이에 의한 702 nm의 적색 발광으로 구성되었다.14) 상기의 결과는 고 상반응법으로 제조한 Sm3+ 이온이 도핑된 NaGd(WO4)2 형광체에서 관측된 결과와 유사하였다.15)

    Fig. 5는 SrMoO4:Eu3+ 형광체 분말에서 측정한 발광 과 흡광 스펙트럼(삽입 그림)을 나타낸 것이다. 방출 파 장 614 nm로 제어한 경우에 SrMoO4:Eu3+ 형광체 분말 은 두 종류의 흡광 스펙트럼을 나타내었다. 한 종류는 289 nm에 피크를 갖고 220 ~ 330 nm 영역에 걸쳐서 넓 은 밴드를 갖는 O2−-Eu3+ 이온 사이에 발생한 CTB 흡 광 스펙트럼이고, 다른 종류는 397 nm 피크에서 관측된 Eu3+ 이온의 7F05L6 전이에 의한 흡광 스펙트럼이다.16) 형광체의 발광 스펙트럼은 5D17F1 전이에 의한 536 nm의 녹색 발광, 5D17F2 전이에 의한 555 nm의 녹색 발광, 5D07F1 자기 쌍극자 전이에 의한 590 nm의 주 황색 발광, 5D07F2 전기 쌍극자 전이에 의한 614 nm 의 적색 발광, 5D07F3 전이에 의한 650 nm의 적색 발 광, 5D07F4 전기쌍극자 전이에 의한 699 nm의 적색 발 광 파장으로 구성되었다.17)5D07F2 전기 쌍극자 전이 에 의한 적색 발광의 세기는 5D07F1 자기 쌍극자 전 이에 의한 주황색 발광의 세기에 비하여 약 10배 크기 때문에 SrMoO4 모체 결정 내에 위치하는 Eu3+ 이온은 비반전 대칭 자리를 차지하는 것으로 해석할 수 있다.18)

    Fig. 6은 SrMoO4:Tb3+ 형광체 분말의 발광과 흡광 스 펙트럼(삽입 그림)을 나타낸 것이다. 방출 파장 545 nm 으로 제어한 SrMoO4:Tb3+ 형광체의 흡광 스펙트럼은 298 nm를 정점으로 220 ~ 340 nm 영역에 넓게 분포하는 Tb3+ 이온의 4;ƒ8;→4ƒ75d1 전이에 의한 흡광 스펙트럼과 374 nm에 피크를 갖는 Tb3+ 이온의 7F65G6 전이에 의 한 흡광 신호로 구성되었다.19) 형광체의 발광 스펙트럼 은 최대의 흡광 세기를 보이는 298 nm의 파장을 형광 체에 여기시켜 측정하였으며, 네 종류의 전형적인 발광 스펙트럼이 관측되었다. 5D47F6 전이에 의한 488 nm의 청색 발광, 5D47F5 전이에 의한 545 nm의 녹색 발광, 5D47F4 전이에 의한 586 nm의 주황색 발광, 5D47F3 전이에 의한 619 nm의 적색 발광 파장으로 구성되었다.20) 상기의 발광 스펙트럼 중에서, 제일 강한 발광은 Tb3+ 이온의 5D47F5 자기 쌍극자 전이에 의한 545 nm의 녹 색 발광이므로, 모체 결정 내에 위치하는 Tb3+ 이온은 반전 대칭 자리에 위치한다.

    Fig. 7(a)는 Dy3+ 이온의 몰 비를 5 mol%로 고정하고 Sm3+ 이온의 몰 비를 1 ~ 10mol% 씩 변화시키면서 합 성한 SrMoO4:Dy3+, Sm3+ 형광체 분말을 파장 573 nm에 서 제어하였을 때 얻은 흡광 스펙트럼을 나타낸 것이 다. Sm3+ 이온의 몰 비에 관계없이 모든 형광체 분말은 297 nm에 피크를 갖는 O2− 이온과 Dy3+ 이온 사이의 CTB 흡광 스펙트럼과 Dy3+ 이온의 6H15/26P7/2 (352 nm)와 6H15/24I13/2 (387 nm) 전이에 의한 흡광 신호를 보였다. Sm3+ 이온의 몰 비가 1 %에서 10 %로 증가함 에 따라 모든 흡광 스펙트럼의 세기는 감소하는 경향을 나타내었다. Fig. 7(b)는 파장 297 nm로 흡광 시켰을 때 Sm3+ 이온의 몰 비 변화에 따른 SrMoO4:Dy3+, Sm3+ 형 광체 분말의 발광 스펙트럼을 나타낸 것이다. Sm3+ 이 온의 몰 비가 1 mol% 일 때, Dy3+ 이온에 의한 발광 세기가 가장 강한 573 nm의 황색 발광과 479 nm의 청 색 발광과 더불어, 발광 세기가 미약한 Sm3+ 이온에 의 한 643 nm에 피크를 갖는 적색 발광 스펙트럼이 나타 나기 시작했다. Sm3+ 이온의 몰 비가 1 %에서 5 %로 증 가함에 따라, Dy3+ 이온에 의한 두 발광 스펙트럼(479, 573 nm)의 세기는 현저하게 감소하였으나, Sm3+ 이온에 의한 643 nm의 적색 발광 스펙트럼의 세기는 증가하였 고, 599 nm의 주황색 발광 신호의 세기가 증가하여 573 nm의 황색 발광 파장과 분리되어 나타났다. Sm3+ 이온 의 몰 비가 7 mol% 일 때, Dy3+ 이온에 의한 발광과 Sm3+ 이온에 의한 발광 세기의 크기는 거의 동일한 값 에 도달하였으며, Sm3+ 이온의 몰 비가 더욱 증가함에 따라 Dy3+ 이온의 573 nm 발광 세기는 순차적으로 감소 하였으나, Sm3+ 이온에 의한 599 nm의 발광 세기는 Sm3+ 이온의 1 ~ 5 mol% 구간에서는 증가하여 5 mol% 에서 최대값에 도달하였고, Sm3+ 이온의 몰 비가 7 mol% 와 10 mol%로 증가함에 따라 발광 세기는 급격히 감소 하였다. 이 현상은 활성제 Sm3+ 이온의 농도가 임계값 이상으로 도핑되면 모체 결정 SrMoO4 내에 위치하는 활 성제 이온들 사이의 거리가 서로 근접하여 클러스터 (cluster)를 형성함으로써 발광 세기가 감소하는 농도 소 광(concentration quenching) 현상으로 해석할 수 있다.21)

    Fig. 8는 여러 종류의 활성제 이온이 도핑된 SrMoO4 형 광체 분말의 CIE (Commission internationale de l’eclairage) 1931 색 좌표 (x, y)를 나타낸 것이다. Dy3+, Sm3+, Tb3+, Eu3+ 이온을 각각 단일 도핑한 SrMoO4 형광체의 경우 에 색 좌표는 (0.396, 0.456), (0.591, 0.394), (0.283, 0.611), (0.631, 0.358)으로써, 각각 황색, 주황색, 녹색, 적색을 띠었다. Dy3+ 이온을 5 mol%로 고정하고 Sm3+ 이온의 몰 비를 1, 3, 5, 7, 10 mol%로 증가시킴에 따 라 색 좌표는 (0.404, 0.465), (0.417, 0.467), (0.448, 0.446), (0.486, 0.430), (0.405, 0.435)으로 이동하였다.

    Fig. 9는 Sm3+, Dy3+, Tb3+, Eu3+ 이온이 각각 단일 도핑된 형광체 분말로 위조 방지용 보안 잉크를 제조하 여 복사용지 표면에 붓으로 글자(Silla MSE)를 표시한 것을 촬영한 사진을 나타낸 것이다. 형광등으로 복사 용 지를 비추었을 때 아무런 글자 모양이 나타나지 않지만, 254 nm의 자외선 램프로 비추었을 때 형광체가 흡광되 어 각 활성제 이온의 발광 색에 대응하는 글자의 색이 나타나는 것을 볼 수 있다. 상기의 결과물은 형광체 분 말을 기반으로 합성한 보안 잉크를 위조 방지용 제품에 응용할 수 있음을 보여주고 있다.

    4. 결 론

    위조 방지 산업 분야에 응용하기 위하여 다양한 활성 제 이온이 도핑된 SrMoO4:RE3+ (RE = Dy, Sm, Eu, Tb, Dy/Sm) 형광체 분말을 공침법으로 제조하여, 그것의 결 정 구조, 미세 표면의 형상, 발광과 흡광 파장의 세기, CIE 색 좌표의 특성을 조사하였다. 모든 형광체 분말의 결정 구조는 활성제 이온의 종류와 몰 비에 관계없이 주 피크 (112)을 갖는 정방정계를 나타내었다. 모체 격자에 도핑되는 활성제 이온의 종류에 따라 발광 파장은 서로 다른 색을 나타내었다. Dy3+ 이온이 치환 고용된 경우 에, 주 발광 스펙트럼은 4F9/26H13/2 전이에 의한 573 nm의 황색 발광이었고, Sm3+ 이온이 도핑된 경우에 4G5/26H9/2 전이에 의한 643 nm의 적색 발광이었다. Eu3+ 이 온이 도핑된 경우에는 5D07F2 전이에 의한 614 nm의 적색 발광이었고, Tb3+ 이온이 도핑된 경우에는 5D47F5 전이에 의한 545 nm의 녹색 발광이었다. 위조 방지용 보 안 잉크를 제조하여 특정한 흡광 파장에만 형광체 분말 이 반응하여 고유한 색상을 띠는 현상을 입증함으로써 형광체 분말을 위조 방지용 소재로 응용 가능함을 제시 한다.

    Acknowledgment

    This research was supported by Basic Science Research Program through the National Research Foundation of Korea (NRF) funded by the Ministry of Education (NRF- 2020R1I1A3A04037942).

    Figure

    MRSK-30-8-406_F1.gif

    XRD patterns of SrMoO4 phosphors doped with different types and concentrations of activator ions.

    MRSK-30-8-406_F2.gif

    SEM images of SrMoO4 phosphors (a) undoped and doped with (b) Dy3+, (c) Sm3+, (d) Eu3+, (e) Tb3+, and different concentrations of (f) 1, (g) 3, (h) 5, (i) 7 and (j) 10 mol%.

    MRSK-30-8-406_F3.gif

    Emission and excitation spectra of SrMoO4:Dy3+ phosphors.

    MRSK-30-8-406_F4.gif

    Emission and excitation spectra of SrMoO4:Sm3+ phosphors.

    MRSK-30-8-406_F5.gif

    Emission and excitation spectra of SrMoO4:Eu3+ phosphors.

    MRSK-30-8-406_F6.gif

    Emission and excitation spectra of SrMoO4:Tb3+ phosphors.

    MRSK-30-8-406_F7.gif

    (a) excitation and (b) emission spectra of SrMoO4:Dy3+, Sm3+ phosphors doped with different concentrations of Sm3+.

    MRSK-30-8-406_F8.gif

    CIE chromaticity diagram of SrMoO4 phosphors doped with (1) Dy3+, (2) Sm3+, (3) Tb3+, (4) Eu3+, and different Sm3+ concentrations of (5) 1, (6) 3, (7) 5, (8)7, and (9) 10 mol% at a fixed 5 mol% Dy3+.

    MRSK-30-8-406_F9.gif

    (top) the hidden patterns under day light and (bottom) visualization of multicolor letters written by using red ink (SrMoO4:Sm3+), yellow ink (SrMoO4:Dy3+), green ink (SrMoO4:Tb3+), and reddish orange ink (SrMoO4:Eu3+) under 254 nm UV light.

    Table

    Nine types of SrMoO4 phosphor powders synthesized via co-precipitation.

    Reference

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