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Solvothermal 방법에 의해 250 $^\circ$C의 낮은 온도에서 Eu$^{3+}$ 와
Tb$^{3+}$를 첨가한 ZrO$_2$ 나노결정을 합성하였다. 합성된 시료는
소결온도를 400, 700, 900, 1200 $^\circ$C로 달리하여 준비하였으며,
XRD와 SEM 사진을 통하여 각 시료의 구조 변화와 크기 변화 등을
조사하였다. ZrO$_2$ 나노 결정은 크기가 약 3 $\sim$ 4 nm이고
입방구조를 가지고 있었다. 소결온도가 400 $^\circ$C에서 1200
$^\circ$C로 높아짐에 따라 입자의 결정성은 입방구조 및 정방구조를
거쳐서 단사구조로 변하였고, 입자의 크기는 약 38 nm 로 커졌다.
Eu$^{3+}$가 첨가된 ZrO$_2$ 결정의 형광은 소결온도가 높아짐에 따라
형광의 세기가 점점 커져 단사구조를 가지는 1200 $^\circ$C에서 소결된
시료는 형광의 세기가 입방구조에서 보다 5배 이상 커지는 것을
확인하였다. 반면 Tb$^{3+}$가 첨가된 ZrO$_2$ 나노결정의 형광은
단사구조에서 형광의 세기가 급격히 감소하였다.Eu$^{3+}$ (or Tb$^{3+}$)-doped ZrO$_2$ nanoparticles with average
sizes of 3 $\sim$ 4 nm were synthesized by using a solvothermal
method at 250 $^\circ$C. X-ray diffraction (XRD) measurement showed
that the crystal structures of the nanoparticles were cubic,
tetragonal, and monoclinic phases at room temperature after
calcination at 400 $^\circ$C, 700 $\sim$ 900 $^\circ$C, and 1200
$^\circ$C, respectively. The photoluminescence (PL), the
photoluminescence excitation, and the decay curves were measured.
From Eu$^{3+}$-doped ZrO$_2$ nanoparticles, not only the oscillator
strength calculated from the lifetime but also the PL intensity
obtained from the experiment on the monoclinic phase was found to be
5 $\sim$ 6 times greater than for the cubic or the tetragonal phase.
On the contrary, the PL intensity of Tb$^{3+}$ from Tb$^{3+}$-doped
ZrO$_2$ nanoparticles. Fianlly, dramatically decreased with
increasing calcination temperature. PL emitted from Tb$^{3+}$ could
not be found in the monoclinic phase.
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