7 Z 4, pp. 693∼700

(1)

7 Z 4, pp. 693∼700

Eu ³⁺ Y 8 Èc Ü R Gd ² O 3 x ¢ ½¬ 8 ý < g º õ m Í ° Ë Ñ] K ¡X ì Ä ¤V R Ë

9 ò 6 Bg ` @ · ç ¡M T Ö h · T Ú) כ

½ Ó" é ¶ @ / < Æ § Ó ü t o < Æõ , ½ Ó" é ¶ 641-773

T

) ç ¬ £

@ / < Æ § F g / B N < Æõ , Â Òí ß 617-736

+ ä

^ ï Bg ` @

Â

Ò â @ / < Æ § Ó ü t o < Æõ , 608-737

(2011¸ 4 Z 4 28{ 9 ~ Ã Î6 £ §, 2011¸ 6 Z 4 22{ 9 Ã º& ñ : r ~ Ã Î6 £ §, 2011¸ 6 Z 4 30{ 9 > F S X & ñ )

_

þ vd Z O ` ¦ s 6 x # ½ ¨^ Gd(OH)

3

¸È ÓÚ Ô\ ¦ ] j ¸ô Ç Ê ê, / B N l × æ \ " f_ \ P % o \ ¦ : x # Eu

³⁺

' ) a Gd

2

O

3

¸È ÓÚ Ô\ ¦ ] j ¸ % i . ] j ¸ ) a r « Ñ_ ½ ¨ ¸ x 9 + þ A © É r XRD, ë ß ì rF g x 9 FE-SEM` ¦ s 6 x # ì r$ 3 % i Ü ¼ 9, F g Ö ¸$ í ] j Ð ' ) a Eu

³⁺

_ F g < Æ& h : £ ¤$ í É r # l x 9 µ 1 Ï F g Û ¼& 7 à Ô

! 3

1 p x _ 8 £ ¤& ñ ` ¦ : x # ì r$ 3 % i . ë ß Û ¼& 7 à Ô! 3 _ ì r$ 3 ` ¦ : x # l > r \ Ð ¦÷ &t · ú § É r D h Ðî r x ß

¼ > r F ô Ç H z ´` ¦ S X % i Ü ¼ 9, s 1 l x ½ × ¼\ _ ô Ç # l ´ òÖ ¦ É r Gd

2

O

3

¸È ÓÚ Ô\ ' ) a Eu

³⁺

_ 0 l x ¸ 7 %{ 9 M :\ © a % ~ ¤ . 254 nm_ # l © Ü ¼ Ð r « Ñ\ ¦ # l # Eu

³⁺

\ l ô Ç µ 1

Ï F g Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ 8 £ ¤& ñ ô Ç õ , + þ A& h Eu

³⁺

\ l ô Ç µ 1 Ï F g: £ ¤$ í \ ¦ Ð# Å Ò ¦ e Ü ¼ 9, ¸ H ;s [ þ t î

r X <\

⁵

D

0

−

⁷

F

2

;s \ K { © H 613 nm \ " f µ 1 Ï F g [ jl © y © % i . ¢ ¸ô Ç, Gd

2

O

3

_ 6 xÖ 6 x : r

¸ 2,330

^◦

C Ð B Ä º Z } É r X < ¸ Ô ¦ ½ ¨ ¦, \ P % o : r ¸ 1,100

^◦

C s © \ " f H ¸È ÓÚ Ô 6 xÖ 6 x ÷ &l r

ô Ç H z ´ ¸ S X % i .

Ù þ

d # Q: Gd

2

O

3

, ¸È ÓÚ Ô, Eu

³⁺

, ¸ + þ AF g ^ , µ 1 Ï F g

Preparation and Optical Properties of Eu ³⁺ ion-doped Gd ₂ O ₃ Nanotubes

Dong-hyun Bae · Kiwan Jang ^∗ · Ho-Sueb Lee

Department of Physics, Changwon National University, Changwon 641-773

Soung-Soo Yi

Department of Photonics, Silla University, Busan 617-736

Jung-Hyun Jeong

Department of Physics, Pukyong National University, Busan 608-737 (Received 28 April 2011 : revised 22 June 2011 : accepted 30 June 2011)

Eu

³⁺

doped Gd

2

O

3

nanotubes were prepared by employing a simple wet-chemical route through heat treatment in air by using Gd(OH)3 as the precursor. Their structural and morphological features were analyzed by using X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy and field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM). The photoluminescent properties of Eu

³⁺

doped Gd

2

O

3

-693-

(2)

Keywords: Gd

2

O

3

, Nanotube, Eu , Nanophosphor, Photoluminescence

I. " e Â ] Ø

¸ü <s # Q, ¸ Ð× ¼, ¸È ÓÚ Ôü < ° ú É r ¸½ ¨ ¸[ þ t

É

r é u ß ¼l _ r « Ñ[ þ t õ H É r 1 l q: £ ¤ ô Ç $ í | 9 x 9 ª ô Ç

% ò

% i \ " f_ Ö ¸6 x 0 p x$ í M :ë H \ þ j H \ ´ ú § É r ½ ¨ s À

Ò# Q& Ü ¼ 9, & ³F ¸ Ö ¸ µ 1 Ïy ½ ¨÷ & ¦ e [1–3]. ô Ç¼ # ,

¸" î x 9 n Û ¼e ¦ Y Us ì r \ " f_ ¦ ì r K , ¦ ´ òÖ ¦ x 9 î ß

&

ñ $ í s a % ~ É r : £ ¤$ í ` ¦ t H + þ AF g ^ \ ¦ > hµ 1 Ï 9 H ½ ¨ [

þ

t ¸ Ö ¸ µ 1 Ïy ' ÷ &# Q M ® o ¦ & ³F ¸ Ö ¸ µ 1 Ïy ' ÷ & ¦ e

[4–9]. : £ ¤ y î ß & ñ $ í õ ´ òÖ ¦& h M :ë H \ í ß oÓ ü t >

\ P

_ + þ AF g ^ \ @ /ô Ç ½ ¨ ´ ú §s s , X& Ü ¼ 9, í ß \ O & h Ü ¼

Ð ´ ú §s s 6 x ÷ & 9 ´ òÖ ¦$ í s a % ~ É r + þ AF g ^ _ ¸^ Ó ü t| 9 Ð

¸ ú

· ú 9 Y ₂ O ₃ ü < & ñ ½ ¨ ¸ Ä » ô Ç é u x 9 ¸ß ¼l _

¸^ Gd ₂ O ₃ \ ' ) a Eu ³⁺ _ F g < Æ& h : £ ¤$ í \ @ /ô Ç

½ ¨[ þ t ¸ ´ ú §s s , Xt ¦ e H ¼ # s [10–12]. & ³F

¸ß ¼l _ Gd ² O 3 \ ¦ ½ + Ë$ í H ~ ½ ÓZ O É r a % ¦ 0 qZ O , Ã º\ P Z O x 9

\ P

ì r K Z O ` ¦ q 2 © # ª ô Ç ~ ½ ÓZ O 1 p x s 6 x ÷ & ¦ e [13–15].

: r ½ ¨\ " f H Eu ³⁺ ' ) a ¸È ÓÚ Ô ¸ ª _ Gd 2 O 3 + þ AF g ^ \ ¦ Z > ¸_ : £ ¤Z > ô Ç © u \ O s ] j ¸ # , s [

þ

t _ ½ ¨ ¸ x 9 F g < Æ& h : £ ¤$ í \ @ /K ½ ¨ % i . l > r _

¸ x 9 é u ß ¼l _ Gd 2 O ₃ ¸^ \ ' ) a Eu ³⁺ _ F g < Æ

&

h

: £ ¤$ í õ q § ì r$ 3 < ÊÜ ¼ Ð" f ¸^ _ + þ A © \ É r & ñ

< Æ& h : £ ¤$ í õ < Êa ¸È ÓÚ Ô ¸ ª _ Gd 2 O 3 ¸^ \ '

)

a Eu ³⁺ _ F g < Æ& h : £ ¤$ í \ p u H ´ òõ \ @ / # ½ ¨

% i . r « Ñ_ & ñ $ í õ ³ ð ì r$ 3 É r XRD(40KV Cu- Kα X- r] X © u ), ë ß ì rF g © u (NRS-3100) x 9 FE- SEM( > ~ ½ Ó + þ A Å Ò & ³p â )` ¦ s 6 x % i Ü ¼ 9, '

) a Eu ³⁺ s : r _ # l x 9 µ 1 Ï F g Û ¼& 7 à Ô! 3 õ ° ú É r F g < Æ& h :

£ ¤$ í É r ì rF gF g ¸> (Photospectrometer, Shimadzu, RF- 5301PC)\ ¦ s 6 x # 8 £ ¤& ñ % i .

∗

E-mail: [email protected]

II. ÷ m Ç] M öU ê s0 n É

Gd(NO ₃ ) ₃ ü < Eu(NO 3 ) ₃ 6 xÓ o É r Gd 2 O ₃ (Aldrich, 99.9

%) ü < Eu 2 O 3 (Aldrich, 99.99 %)\ ¦ Ó ü É r HNO 3 (65 w%) ü <

< Êa q & \ " f ¸F Km \ P ` ¦ K Å Ò 9 §ì ø Ír & ] j ¸

%

i Ü ¼ 9, s [ þ t _ ì ø Í6 £ x õ & ñ É r A ü < ° ú .

Gd ₂ O ₃ + 6HNO ₃ → 2Gd(NO ₃ )) ₃ + 3H ₂ O (1) Eu ₂ O ₃ + 6HNO ₃ → 2Eu(NO ₃ ) ₃ + 3H ₂ O (2)

z

´ : r \ " f 0 A\ " f ï r q ) a 6 xÓ o\ 3 7 £ x À ÓÃ ºü <

NH ₄ OH(25 w%)\ ¦ V , # QÅ Ò 0 q © I _ Ò q t$ í Ó ü t s Ò q

tl H X < Ã º ès : r0 l x ¸(pH)\ ¦ 10 Ü ¼ Ð ´ ú Æ Ò# Q 10ì r ç

ß y © > §ì ø Íô Ç Ê ê, : r ¸\ ¦ ` ¦ 9 75 ^◦ C \ " f 18r ç ß 1 l x î

ß y © > §ì ø Ír Ê ê\ , z ´ : r Ü ¼ Ð Í ty r ( .

z

´ : r Ü ¼ Ð Í ty ) a r « Ñ\ ¦ " é ¶ d ì r o # , 3 7 £ x À Ó Ã

ºü < \ ò ø Í` ¦ Ð 3 [ j' < ÊÜ ¼ Ð+ ] j ¸õ & ñ \ " f ì ø Í6 £ x t

· ú § ¦ z e ` ¦ Ô ¦í HÓ ü t[ þ t` ¦ ] j % i . s Qô Ç õ & ñ

`

¦ : x # % 3 # Q r « Ñ\ ¦ / B N l × æ \ " f 55 ^◦ C Ð Ä »t ) a

|

¸l \ " f 24r ç ß s © Ø æì r y | ¸r v Gd(OH) ₃ x 9

Gd(OH) 3 :Eu r « Ñ % 3 # Q .

0 A_ õ & ñ ` ¦ : x # % 3 # Q Gd(OH) ₃ :Eu \ @ /ô Ç TGA

& DTA \ P ì r$ 3 õ \ ¦ ½ ÓÜ ¼ Ð / B N l × æ \ " f ì r { © 2 ^◦ C m

` ¦ o " f 600 ∼ 1,300 ^◦ C \ " f 2r ç ß 1 l x î ß Ä »t r Ê

ê\ , z ´ : r Ü ¼ Ð Í ty r & þ j7 á x& h Ü ¼ Ð Eu ³⁺ '

)

a Gd 2 O 3 ¸È ÓÚ Ô + þ AI _ r « Ñ\ ¦ ] j ¸ % i . ¸È Ó Ú

Ô ¸ ª _ Gd ² O 3 :Eu ³⁺ r « Ñ\ @ /ô Ç & ñ $ í x 9 ¸ ª É r XRD(40 KV Cu-Kα X- r] X © u )ü < FE-SEM\ ¦ s 6 x

# ì r$ 3 % i . ¢ ¸ô Ç, Gd 2 O 3 ¸^ \ ' ) a Eu ³⁺ s

: r[ þ t _ # l ´ òÖ ¦$ í ` ¦ ? / H # l Û ¼& 7 à Ô! 3 x 9 : £ ¤& ñ

© _ y n C` ¦ r « Ñ\ ¸ % i ` ¦ M :, Eu ³⁺ s : r[ þ t s # l ÷ &

%

3 l $ © I Ð [ t ¸ " f { 9 # Q H µ 1 Ï F g` ¦ © Z >

Ð ? / H µ 1 Ï F g Û ¼& 7 à Ô! 3 É r z ´ : r \ " f y y 8 £ ¤& ñ % i .

Gd 2 O 3 ¸^ \ ' ) a Eu ³⁺ s : r[ þ t É r ⁵ D 0 → ⁷ F 2 ;s

(3)

Fig. 1. (Color online) XRD pattern of the Gd(OH) ₃ :Eu ³⁺ nanotube(a) and PCPDS card 83- 2037(b).

\

K { © H 613 nm \ " f_ µ 1 Ï F g s © y © l M :ë H \ , 613 nm \ " f_ µ 1 Ï F g` ¦ ¸m ' a A " f r « Ñ\ ¸ H y n

C_ © ` ¦ or v " f # l Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ 8 £ ¤& ñ % i .

ô

Ç¼ # , µ 1 Ï F g Û ¼& 7 à Ô! 3 É r # l ´ òÖ ¦ s © a % ~ É r 254 nm\ ¦ r

« Ñ\ ¸ ½ + É M :\ , r « Ñ\ " f µ 1 ÏÒ q t÷ & H y n C` ¦ © Z > Ð 8

£ ¤& ñ % i . ¢ ¸ô Ç, \ P % o : r ¸\ É r F g < Æ& h : £ ¤$ í ` ¦ ¸

l 0 A # \ P % o : r ¸\ ¦ 600 ∼ 1,300 ^◦ C t o r

v " f # l x 9 µ 1 Ï F g ´ òÖ ¦` ¦ 8 £ ¤& ñ , q § % i Ü ¼ 9, Eu_ '

| ¾ Ó` ¦ 1 ∼ 9 mol% t or v " f ¸^ Ó ü t| 9 \ '

) a Eu _ 0 l x ¸\ É r µ 1 Ï F g ´ òÖ ¦$ í ¸ ¸ % i .

III. + s ÇÊ Ý õ m Í À X Ø8 ý

8 £ ¤& ñ í ß ê ø Íy (2θ)_ # 3 0 A\ ¦ 10 ^◦ ∼ 70 ^◦ Ð # ] j ¸ ) a Gd(OH) 3 x 9 Gd(OH) ₃ :Eu r « Ñ[ þ t \ @ /K X- r] X © u

(XRD)\ ¦ s 6 x # & ñ $ í ` ¦ 8 £ ¤& ñ ô Ç õ , ] j ¸ ) a r

«

Ñ[ þ t É r Eu _ 0 l x ¸\ ' a > \ O s Fig. 1\ " fü < ° ú s ³ ðï r JCPDS(No. 83-2037) õ ¸ ú { 9 u < Ê` ¦ Ð# Å Ò ¦ e [16].

s

ÐÂ Ò' Eu ' ) a Gd(OH) ₃ ¸È ÓÚ Ô_ r « Ñ H a

= 6.329, c = 3.631 s 9, (a1 = a2 = a3 6= c) ¹ ¢ ¤ ~ ½ Ó& ñ >

½

¨ ¸ Ð P63/mÕ ªÒ ¨ \ 5 Å q < Ê` ¦ · ú Ã º e [17]. ô Ç¼ # , FE- SEM` ¦ s 6 x # Eu ' ) a Gd(OH) 3 r « Ñ_ + þ A © ` ¦ 8

£ ¤& ñ ô Ç õ , Fig. 2\ · p ü < ° ú s ¸È ÓÚ Ô_ + þ A I

\ ¦ { ¦ e % 3 . s Qô Ç ¸È ÓÚ Ô H U ´s 500 nm s

È ÓÚ Ô+ þ AI s t ë ß , ] j ¸ r \ r « Ñ6 xÓ o_ pH\

+ þ A © s B Ä º y > o % i Ü ¼ 9, ß ¼l H ½ + Ë$ í : r

¸\ q §& h y > % i .

Gd(OH) 3 :Eu ³⁺ r « Ñ\ ¦ \ P % o # þ j7 á x& h Ü ¼ Ð Gd ² O 3 :Eu ³⁺ r « Ñ\ ¦ % 3 l 0 Aô Ç \ P % o ¸| ` ¦ % 3 l 0 A #

\ P

ì r$ 3 l \ ¦ s 6 x # ] j ¸ ) a Gd(OH) 3 ¸È ÓÚ Ô\ @ /ô Ç TGA x 9 DTAì r$ 3 õ \ ¦ Fig. 3 \ ? /% 3 .

Fig. 2. FE-SEM image of the Gd(OH) 3 :Eu ³⁺ nanotubes.

Fig. 3. (Color online) Thermal analysis(DTA,TGA) of the Eu ³⁺ doped Gd 2 O 3 precursor.

Figure 3 Ü ¼ ÐÂ Ò' , 339 ^◦ C ü < 480 ^◦ C \ " f / å L ô Ç | 9

|

¾ Óy è x 9 f ¨\ P ì ø Í6 £ x` ¦ S X ½ + É Ã º e H X <, s H 6 £ § õ ° ú

É

r o < Æì ø Í6 £ x \ _ ô Ç כ Ü ¼ Ð · ú 94 R e [18].

Gd(OH) ₃ → GdOOH + H 2 O (339 ^◦ C) (3) 2GdOOH → Gd 2 O 3 + H 2 O (480 ^◦ C) (4)

7 £ ¤, 339 ^◦ C Â Ò H \ " f H ² O 7 £ x µ 1 Ï÷ & " f GdOOH Ò q t$ í

÷

& 9 400 ^◦ C t _ t 5 Å q& h | 9 | ¾ Ó_ y è H r « Ñ\ í

< Ê÷ &# Q e H Ã ºì r _ 7 £ x µ 1 Ï\ l H כ Ü ¼ Ð · ú 94 R e

. : r ¸ 480 ^◦ C Ð 7 £ x < Ê\ GdOOH ÐÂ Ò' 2

&

h Ü ¼ Ð H ² O 7 £ x µ 1 Ï " f þ j7 á x& h Ü ¼ Ð Gd ² O 3 ¸È ÓÚ Ô

+ þ A$ í ÷ & H כ s . s Qô Ç | 9 | ¾ Ó y è H Gd(OH) 3 ÐÂ Ò '

¢ - a » 1 ÏÃ º õ & ñ ` ¦ 5 g Gd ² O 3 \ ¦ % 3 H s : r& h > í ß ° ú כ õ

¸ ú { 9 u < Ê` ¦ · ú Ã º e . 7 £ ¤, õ & ñ (1)` ¦ : x # | 9 | ¾ Ó s

8.64 % y è÷ & 9, õ & ñ (2)\ ¦ : x # 4.73 %_ | 9

| ¾

Ó y è\ ¦ 4 R ¸> ÷ &# Q ^ & h Ü ¼ Ð H 13.67 %_ | 9

|

¾ Ó y è\ ¦ 4 R : r . s Qô Ç s : r ° ú כ É r z ´+ « >& h Ü ¼ Ð µ 1 ß)

13.3 %_ | 9 | ¾ Ó y èü < q §& h ¸ ú { 9 u < Ê` ¦ · ú Ã º e

.

(4)

Fig. 4. (Color online) XRD patterns of the Gd ₂ O ₃ :Eu ³⁺ (2.5 mol%) nanotubes calcined at differ- ent temperatures along with JCPDS card 86-2477 for Gd ₂ O ₃ .

\ P

ì r$ 3 õ \ ¦ ½ ÓÜ ¼ Ð Gd(OH) ³ :Eu ¸È ÓÚ Ô ÐÂ Ò '

Gd 2 O ₃ : Eu ³⁺ ¸È ÓÚ Ô\ ¦ % 3 l 0 Aô Ç \ P % o : r ¸\ ¦

& ñ % i ¦, ì ø Í4 ¤z ´+ « >` ¦ : x # S X ô Ç õ , s Qô Ç ì ø Í 6

£

x s { 9 # Q H : r ¸\ " f { 9 & ñ r ç ß Ä »t t · ú § ¦ þ j7 á x

\ P

% o : r ¸ t : r ¸\ ¦ t 5 Å q& h Ü ¼ Ð © 5 p x r & ¸ r « Ñ_ + þ

A © x 9 XRD\ % ò ¾ Ó` ¦ Å Òt · ú § ¤ .

¸È ÓÚ Ô_ + þ AI \ ¦ Ä »t " f ¸ © µ 1 Ï F g ´ òÖ ¦ s a % ~

É

r : r ¸\ ¦ & ñ l 0 AK / B N l × æ \ " f 600 ∼ 1,300

◦ C _ # 3 0 A\ " f \ P % o : r ¸\ ¦ or v " f µ 1 Ï F g ´ ò Ö

¦ õ & ñ $ í ` ¦ ¸ % i . \ P % o \ ¦ : x # % 3 # Q Gd 2 O 3 :Eu ³⁺ (2.5 mol%) r « Ñ_ & ñ $ í , ³ ð + þ A © x 9 '

) a B ÐÀ Ó F K5 Å q s : r Eu ³⁺ _ # l x 9 µ 1 Ï F g: £ ¤

$ í

` ¦ 8 £ ¤& ñ ¦ ì r$ 3 % i . X- r] X © u \ ¦ s 6 x

#

í ß ê ø Íy (2θ)` ¦ 10 ^◦ ∼ 70 ^◦ t or v " f 8 £ ¤& ñ ô Ç Gd ₂ O ₃ :Eu ³⁺ r « Ñ_ XRD õ \ ¦ Fig. 4 \ ? /% 3 .

Gd 2 O 3 :Eu ³⁺ r « Ñ\ @ /ô Ç XRD\ ¦ 8 £ ¤& ñ ô Ç õ , \ P % o

: r ¸\ ¦ 600 ^◦ C \ " f 1,300 ^◦ C t 7 £ x r & ¸ 8 £ ¤& ñ # 3 0 A

?

/\ " f H ° ú É r õ \ ¦ Í Ç xÜ ¼ 9, Gd 2 O ₃ & ñ \ @ /ô Ç

³

ðï r JCPDS(No. 86-2477) õ ¸ ú { 9 u < Ê` ¦ Ð# Å Ò ¦ e Ü

¼ 9, Ô ¦í HÓ ü t 1 p x \ l ô Ç l x ß ¼ H t · ú § ¤ [16]. s ÐÂ Ò' Eu ³⁺ ' ) a Gd ₂ O ₃ r « Ñ H a = 10.8

˚ A\ ¦ t H { 9 ~ ½ Ó½ ¨ ¸ Ð" f ^ d + þ AI _ la3Õ ªÒ ¨ \ 5 Å q < Ê` ¦

· ú

Ã º e [19].

{ 9

ì ø Í& h Ü ¼ Ð Gd 2 O 3 _ { 9 ~ ½ Ó½ ¨ ¸ H z ´ : r \ " f î ß & ñ ÷ & 9, 1,200 ^◦ C \ " f H é ß & ñ _ C2/m Õ ªÒ ¨ Ü ¼ Ð ¨ 8 ÷ &% 3

2,100 ^◦ C Â Ò' 6 xÖ 6 x& h t H ¹ ¢ ¤ ~ ½ Ó& ñ > © s t C & h כ Ü

¼ Ð · ú 94 R e Ü ¼ [20], : r ½ ¨\ " f H 1,300 ^◦ C \ " f \ P

%

o ô Ç r « Ñ_ â Ä º\ ¸ { 9 ~ ½ Ó½ ¨ ¸\ ¦ t H כ Ü ¼ Ð S X

÷

&% 3 . ô Ç¼ # , FE-SEM\ ¦ s 6 x # \ P % o : r ¸\ É r Gd 2 O 3 :Eu ³⁺ r « Ñ\ @ /ô Ç ³ ð + þ A © _ ' a8 £ ¤ õ \ ¦ Fig.

| 9

Ð s K ) a .

: r ½ ¨\ " f 6 x ) a r « Ñ[ þ t \ @ /ô Ç Ð & ñ S X ô Ç ½ ¨

¸ ì r$ 3 ` ¦ 0 A # " é ¶ « ÑÓ ü t| 9 Ð 6 x ) a © \ O 6 x Gd 2 O 3 ì r

´ ú

õ ½ + Ë$ í Ê ê, \ P % o l _ Gd(OH) ³ , \ P % o Ê ê Gd ₂ O ₃ :Eu ³⁺ _ ë ß Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ 8 £ ¤& ñ ô Ç õ \ ¦ Fig. 6 \

? /% 3 . ë ß ì rF gZ O É r ª ô Ç q õ ì r$ 3 Z O _

Ð" f Ó ü t| 9 _ p [ j o\ l ô Ç : £ ¤$ í ` ¦ q § l \ B

Ä º ´ òÖ ¦& h ~ ½ ÓZ O [ þ t × æ _ s . XRD ì r$ 3 õ \ ¦

Ð , Gd ₂ O ₃ " é ¶ « ÑÓ ü t| 9 x 9 Gd(OH) ₃ \ ¦ ] j ¸ô Ç Ê ê \ P % o õ

& ñ ` ¦ 5 g þ j7 á x& h Ü ¼ Ð % 3 # Q ] j ¸ ) a Gd 2 O 3 :Eu ³⁺ _ r

« Ñ H ¸¿ º { 9 ~ ½ Ó½ ¨ ¸\ ¦ Ðs ¦ e . t ë ß , Fig. 6\

"

f Ð# Å Ò H ü < ° ú s s [ þ t r « Ñ\ @ /ô Ç ë ß Û ¼& 7 à Ô

! 3

É r & ³ ô Ç s \ ¦ Ð# Å Ò ¦ e . : r ½ ¨\ " f 6 x ) a Gd 2 O 3 :Eu ³⁺ r « Ñ_ â Ä º\ , Å Òכ ¹ ë ß x ß ¼ H 184, 195, x 9

361 cm ⁻¹ \ " f ' a ¹ 1 Ï÷ & ¦ e . t ë ß , ° ú É r { 9 ~ ½ Ó½ ¨ ¸

\

¦ t H é u ß ¼l _ Gd 2 O ₃ " é ¶ « ÑÓ ü t| 9 \ @ /ô Ç ë ß Û ¼

&

7 à Ô! 3 É r ¸È ÓÚ Ô\ @ /ô Ç ë ß Û ¼& 7 à Ô! 3 õ B Ä º Ø Ô

H כ ` ¦ Fig. 6 Ü ¼ ÐÂ Ò' ~ 1 > · ú Ã º e .

© \ O 6 x Gd 2 O 3 " é ¶ « ÑÓ ü t| 9 \ @ /ô Ç XRD_ 8 £ ¤& ñ õ H { 9

~ ½ Ó½ ¨ ¸\ ¦ f ` ¦ S X % i H X <, s [ þ t r « Ñ\ @ /ô Ç ë

ß Û ¼& 7 à Ô! 3 ì r$ 3 õ \ ¦ Ð 189, 211, 318, 363, 446, 467, 506, 551 x 9 584 cm ⁻¹ \ " f_ 9> h_ ½ × ¼ ' a ¹ 1 Ï÷ &

¦ e . Zarembowitch J 1 p x [20] s s : r& h Ü ¼ Ð µ 1 ß 2 ³ { 9

~

½ Ó½ ¨ ¸\ ¦ t H Gd 2 O ₃ \ " f µ 1 Ï| ) a ë ß ½ × ¼ H ¸¿ º 22 > hs t ë ß , C. Le Luyer 1 p x s { 9 ~ ½ Ó½ ¨ ¸\ ¦ t H © \ O 6

x Gd 2 O 3 ì r ´ ú & ñ \ @ /K 8 £ ¤& ñ ô Ç õ \ " f H 100 ∼ 600 cm ⁻¹ \ " f 8 £ ¤& ñ ô Ç ë ß ½ × ¼ H ¸¿ º 16> h\ ¦ ' a ¹ 1 Ï

%

i [21]. : r ½ ¨\ " f H µ 1 Ï| ) a 9 > h_ ½ × ¼ × æ \ 3> h_

½ × ¼ H C. Le Luyer 1 p x s 8 £ ¤& ñ ô Ç © \ O 6 x _ { 9 ~ ½ Ó½ ¨ ¸\ ¦

t H Gd 2 O 3 _ ë ß ½ × ¼ü < { 9 u ¦ Qt H { 9 u t

· ú § ¤ H X <, s Qô Ç s Ä » H : r ½ ¨\ " f 6 x ) a r « Ñü <

C. Le Luyer 1 p x s 6 x ô Ç r « Ñ © \ O 6 x r « Ñ H & h \

"

f H ° ú t ë ß , ¿ º r « Ñ 1 l x{ 9 ] j¾ ¡ § s u ´ Ã º e l M :ë H Ü

¼ Ð ó ø Íé ß ) a . Ó ü t : r µ 1 Ï| ) a ½ × ¼ > hÃ º_ s H 8 £ ¤& ñ _

&

ñ x 9 ¸\ É r p ô Ç ñ[ þ t \ @ /ô Ç Ø ¦ © _ s \ l

ô Ç .

(5)

Fig. 5. FE-SEM image of Gd 2 O 3 :Eu ³⁺ (2.5 mol%) nan- otubes.

Fig. 6. (Color online) Raman Spectra of (a) Gd ₂ O ₃ :Eu ³⁺ (2.5 mol%) nanotube, (b) Gd ₂ O ₃ commer- cial powder and (c) Gd(OH) 3 :Eu(2.5 mol%) nanotube.

ô

Ç¼ # , Gd(OH) 3 \ @ /ô Ç Raman Û ¼& 7 à Ô! 3 É r 140, 310, 387 x 9 489 cm ⁻¹ \ " f ½ × ¼[ þ t s ' a ¹ 1 Ï÷ &% 3 H X <, s H N.

Dhananjaya 1 p x [22] s Ã º\ P Z O Ü ¼ Ð ] j ¸ô Ç Gd(OH) ₃

¸} @ /\ @ /K 8 £ ¤& ñ ô Ç õ ü < ¸ ú { 9 u < Ê` ¦ Ð# Å Ò ¦ e

. t ë ß , N. Dhananjaya 1 p x s ] j ¸ô Ç Gd(OH) 3 \ ¦ 600

◦ C \ " f 3r ç ß 1 l x î ß \ P % o # % 3 É r Gd 2 O 3 :Eu ³⁺ ¸ }

@ /r « Ñ_ â Ä º\ H 359 cm ⁻¹ \ " f_ ë ß ½ × ¼ü < 100

(6)

lawar 1 p x s ß ¼l 50 − 90 nm Gd 2 O 3 ¸{ 9 \ @ / ô

Ç ë ß ì r$ 3 õ \ " f H 317, 363, 445 x 9 569 cm ⁻¹ \ " f

ë ß ½ × ¼ ' a8 £ ¤ ÷ &% 3 Ü ¼ 9, s × æ \ " f 363 cm ⁻¹ \ " f ' a8 £ ¤

)

a ë ß ½ × ¼ © y © % i [24]. s Qô Ç s H ¸ ß

¼l _ r « Ñ H & h \ " f H ° ú Ü ¼ , H 5 Å q s ð ø Í ¸ }

@ / ¢ ¸ H ¸{ 9 ¸ ª s ¦ : r ½ ¨\ " f 6 x ) a r « Ñ H 5

Å

q s q # Qe H ¸È ÓÚ Ô H s & h \ l ô Ç כ Ü ¼ Ð

«

Ñ÷ & , Ð [ jô Ç " é ¶ \ @ /K " f H 7 á § 8 ´ ú § É r s : r x 9 z

ß ¼l _ ì r ´ ú + þ A & ñ x 9 ¸ß ¼l _ ì r ´ ú & ñ [ þ t \ @ / K

½ ¨ ) a ë ß ì r$ 3 õ [ þ t \ _ 363 cm ⁻¹ \ " f_

: r ½ ¨ õ \ _ , t F K t Ð ¦÷ &t · ú § É r 187 cm ⁻¹ Â Ò H \ " f µ 1 Ï| ÷ & H 184 cm ⁻¹ ½ × ¼ü < 195 cm ⁻¹ ½ × ¼

¼ 9, \ P % o : r ¸_ 7 £ x \ 363 cm ⁻¹ \ " f_ ë

ß ½ × ¼ & t H כ ` ¦ S X ½ + É Ã º e % 3 . " f 187 cm ⁻¹ Â Ò H \ " f µ 1 Ï| ÷ & H ë ß ½ × ¼ H ¸ß ¼l _ È ÓÚ Ô ¸

ª ` ¦ t H Gd 2 O 3 _ & ñ \ " fë ß µ 1 Ï| ÷ & H : £ ¤ s ô Ç 1

l

x ¸× ¼ ¦ « Ñ ) a .

Gd 2 O 3 :Eu ³⁺ ¸È ÓÚ Ô\ @ /ô Ç # l x 9 µ 1 Ï F g Û ¼& 7 à Ô! 3

`

¦ z ´ : r \ " f 8 £ ¤& ñ ô Ç õ \ ¦ Fig. 7 \ ? /% 3 . # l

Û ¼& 7 à Ô! 3 _ â Ä º\ 254nm\ # l × æd ` ¦ ¿ º " f q §

&

h

V , É r # l ½ × ¼ H Gd 2 O ₃ ¸^ \ ¦ ½ ¨$ í ¦ e H í ß è _

H כ Ü ¼ Ð · ú 94 R e [25]. Gd 2 O ₃ ¸^ ? /\ '

÷ & H Eu ³⁺ _ â Ä º\ 2> h_ " f Ð É r ª s : r s à Ô

C ₂ ü < S ⁶ \ u ¨ 8 ÷ & H כ Ü ¼ Ð · ú 94 R e Ü ¼ 9, S ⁶ s à Ô

\

@ /ô Ç C 2 s à Ô_ Ã º H 3:1 _ q Ö ¦ Ð > r F H כ Ü ¼

Ð · ú 94 R e [26]. Gd 2 O ₃ ¸^ \ ' ) a Eu ³⁺ _ µ 1 Ï F

g Û ¼& 7 à Ô! 3 _ [ jl H ⁵ D 1 Y U6 \ _ § ¢ - a o\ _ # y

W(quench)÷ &Ù ¼ Ð ⁵ D 0 Y U6 \ Â Ò' ⁷ F J (J = 0, 1, 2, · · ·) _

;s \ _ K Å Ò Ð : £ ¤f ç t # Q . ⁵ D 0,1 x 9 ⁷ F 0,1 Y U6 \

s _ ;s \ " f ì ø Í × æd ` ¦ t H S 6 s à Ô\ '

)

Fig. 7. (Color online) Excitation and emission spectra of the Gd ₂ O ₃ :Eu ³⁺ (2.5 mol%) nanotube.

Fig. 8. (Color online) Excitation and emission spectra of Eu ³⁺ doped Gd 2 O 3 nanotubes with varying Eu ³⁺ con- centration.

s

> r F H X < q # , C 2 s à Ô\ ' ) a Eu ³⁺ H l

> r F H כ Ü ¼ Ð · ú 94 R e [27]. { 9 ì ø Í& h Ü ¼ Ð B Ð À

Ó F K5 Å q s : r[ þ t _ + þ AF g: £ ¤$ í õ ð ø Ít Ð Gd ² O 3 ¸^ \ '

) a Eu ³⁺ s : r _ µ 1 Ï F g \ l # H 4f [ þ t É r 5s ü <

5p , | 9 \ e H ü @Â Ò [ þ t \ _ ô Ç ` ´ òõ M :ë H \ µ 1 Ï F

g Û ¼& 7 à Ô! 3 _ ; ¤ s B Ä º a % v . Gd 2 O ₃ ¸^ \ ' ) a Eu ³⁺ s : r _ â Ä º\ Eu ³⁺ _ ⁵ D ₀ − ⁷ F ₂ ;s \ K { © H 613 nm \ " f µ 1 Ï F g [ jl © y © < Ê` ¦ Ð# Å Ò ¦ e .

Gd 2 O 3 ¸^ \ ' ÷ & H Eu ³⁺ _ 0 l x ¸\ É r # l x 9 µ 1

Ï F g: £ ¤$ í ` ¦ 8 £ ¤& ñ ô Ç õ \ ¦ Fig. 8 \ ? /% 3 . # l Û ¼

&

¸m ' a A " f 8 £ ¤& ñ % i Ü ¼ 9, µ 1 Ï F g Û ¼& 7 à Ô! 3 _ 8 £ ¤& ñ É r

#

. s ü < ° ú s 8 £ ¤& ñ ô Ç õ , ] j ¸ ) a r « Ñ × æ \ " f Eu_ 0 l x

\

@ /ô Ç # l ´ òÖ ¦ É r y è H ì ø Í \ 300 ∼ 500 nm % ò

(7)

Fig. 9. (Color online) Excitation and emission spectra of the Gd 2 O 3 :Eu ³⁺ nanotubes calcined at different tem- peratures.

%

i \ " f_ Eu ³⁺ _ 4f − 4f s \ _ ô Ç # l ´ òÖ ¦ É r 7 £ x

H : £ ¤ s ô Ç : £ ¤$ í ` ¦ Ð# Å Ò ¦ e H X < s \ @ /K " f H Ð

s : r x 9 z ´+ « >& h ½ ¨ 9 כ ¹ ¦ « Ñ ) a .

ô

Ç¼ # , \ P % o : r ¸ ] j ¸ ) a r « Ñ[ þ t _ µ 1 Ï F g ´ òÖ ¦ \ p

u H : r ¸\ ¦ q § l 0 A # Eu ³⁺ _ 0 l x ¸\ ¦ 2.5 mol% Ð { 9 & ñ > # \ P % o : r ¸\ ¦ or v " f # l

x 9 µ 1 Ï F g: £ ¤$ í ` ¦ ¸ ô Ç õ 8 £ ¤& ñ ) a # 3 0 A ? /\ " f H 1,300 ^◦ C \ " f \ P % o ô Ç r « Ñ © ´ òÖ ¦ s a % ~ É r כ Ü ¼

Ð z ¤ . s H \ P % o : r ¸ 7 £ x < Ê\ " f & ñ

$ í

. ô Ç¼ # , Fig. 9_ ì r$ 3 õ H Gd 2 O ₃ :Eu ³⁺ ¸È ÓÚ Ô _

% ~ É r : r ¸ H 1,000 ^◦ C Â Ò H Ü ¼ Ð \ V8 £ ¤ ÷ & 9, s H \ P % o

Ð µ 1 Ï| ÷ &l M :ë H s .

IV. + s Ç Â ] Ø

:

&

h ± ú É r : r ¸\ " f Gd(OH) 3 :Eu ¸È ÓÚ Ô\ ¦ ½ + Ë$ í ½ + É Ã º e

%

_ Ã º ès : r 0 l x ¸ x 9 ½ + Ë$ í : r ¸\ q §& h y > _

> r % i . é u ß ¼l _ Gd 2 O ₃ 6 xÖ 6 x : r ¸ 2,300 ^◦ Ce

\

¸ Ô ¦ ½ ¨ ¦ Gd(OH) 3 :Eu r « Ñ\ @ /ô Ç \ P % o : r ¸\ ¦ 1,000 ^◦ C Ð & ñ ¸ Ð ` ¦ o ¸È ÓÚ Ô[ þ t s \ 6 xÖ 6 x \

É

¸ ÷ & ¸È ÓÚ Ô_ + þ AI \ " f ¸} @ /_ + þ AI Ð

% i . 6 xÖ 6 x : r ¸ s % ! 3 B Ä º ± ú É r s Ä »\ @ /K " f H

Ð ^ > & h & ñ $ í x 9 z ´+ « >& h ½ ¨ 9 כ ¹ .

Gd 2 O 3 ¸È ÓÚ Ô+ þ A_ ¸^ \ ' ) a Eu ³⁺ _ s 1

l

H כ ` ¦ · ú Ã º e % 3 Ü ¼ 9, XRD ì r$ 3 ` ¦ : x # ° ú

É r { 9 ~ ½ Ó½ ¨ ¸\ ¦ t H Gd 2 O 3 :Eu ³⁺ Ó ü t| 9 s 8 ¸

´` ¦ · ú > ÷ &% 3 . ¢ ¸ô Ç, # l Û ¼& 7 à Ô! 3 _ 8 £ ¤& ñ ` ¦ : x #

s 1 l x ½ × ¼ 254 nm\ " f ´ òÖ ¦& h Ü ¼ Ð Eu ³⁺ \ ¦ # l r (

` ¦ · ú Ã º e % 3 H X <, s H Gd 2 O 3 ¸^ _ O ²⁻ ÐÂ Ò' '

) a Eu ³⁺ Ð_ \ -t s ´ òÖ ¦& h Ü ¼ Ð s , Xf ` ¦ _ p

ô Ç .

P

c p 8 ý ò k >

: r ½ ¨ H ½ Ó" é ¶ @ / < Æ § < ÆÕ ü t < É ª F é ß _ 2010¸ ¸ < ÆÕ ü t

½ ¨t " é ¶ \ _ K s À Ò# Q& Ü ¼ 9, t " é ¶ \ y × ¼w n m .

Y

c p w Ã U Ø ô

[1] Y. N. Xia, P. D. Yang, Y. G. Sun, Y. Y. Wu, B.

Mayers, B. Gates, Y. D. Yin, F. Kim and H. Q.

Yan, AdV. Mater. 15, 353 (2003).

[2] R. C. Jin, Y. W. Cao, C. A. Mirkin, K. L. Kelly, G.

C. Schatz and J. Zheng, Science 294, 1901 (2001).

[3] A. Ghezelbash, M. B. Sigman Jr. and B. A. Korgel, Nano Lett. 4. 537 (2004).

[4] L. Zhou, W. C. H. Choy, J. Shi, M. Gong and H.

Liang, Mater. Chem. Phys. 100, 372 (2006).

[5] B. Yan and X. Q. Su, Opt. Mater. 29, 547 (2007).

[6] W. Bin Im, Y. I. Kim, J. H. Kang and D. Y. Jeon, Solid State Commun. 134, 717 (2005).

[7] Y. Q. Li, C. M. Fang, G. de With and H. T. Hintzen, J. Solid State Chem. 177, 4681 (2004).

[8] M. Yu, J. Lin, J. Fu, H. J. Zhang and Y. C. Han, J.

Mater. Chem. 13, 413 (2003).

[9] M. Leskela and L. Niinisto, Mater. Chem. Phys. 31, 7 (1992).

[10] E. M. Goldys, K. Drozdowicz-Tomsia, J. Sun, D.

Dosev, I. M. Kennedy, S. Yatsunenko and M.

Godlewski, J. Am. Chem. Soc. 128, 14498 (2006).

[11] C. C. Lin, K. M. Lin and Y. Y. Li, J. Lumin. 126, 795 (2007).

[12] C. C. Chang, K. Fumiko, K. Tsunehisa and W. Hi- toshi, Mater. Lett. 59, 1037 (2005).

[13] K. M. Lin and Li Y. Y. Li, Nanotechnology 17, 4048

(2006).

(8)

[18] G. Jia, K. Liu, Y. Zheng, Y. Song, M. Yang and H.

You, J. Phys. Chem. C 113, 6050 (2009).

[19] V. Grover, S. N. Achary and A. K. Tyagi, J. Appl.

Crystallogr. 36, 1082 (2003).

[20] http://en.wikipedia.org/wiki/Gadolinium(III) oxide.

[21] C. Le Luyer, A. Garc’ a-Murillo, E. Bernstein, J.

Mugnier1, J. Raman Spectrosc. 34, 24 (2003).

[25] R. Schmechel, M. Kennedy, H. V. Seggerm, H. Win- kler, M. Kolbe, R. A. Fischer, J. Appl. Phys. 89, 1679 (2001).

[26] P. E. Caro, J. Less-Common Met. 16, 367 (1968).

[27] N. C. Chang and J. B. Gruber, J. Chem. Phys. 41,

3227 (1964).

7 Z 4, pp. 693∼700

7 Z 4, pp. 693∼700

Eu 3+  Y 8 Èc Ü R Gd 2 O 3 x ¢ ½¬ 8 ý < g º õ m Í ° Ë Ñ] K ¡X ì Ä  ¤V R Ë

9

 ò 6 Bg ` @ ·  ç ¡M T Ö h · T  Ú) כ



½ Ó" é ¶ @ / < Æ § Ó ü t o  < Æõ ,  ½ Ó" é ¶ 641-773

T

) ç ¬ £



 @ / < Æ § F g   / B N  < Æõ , Â Òí ß  617-736

+ ä

^ ï Bg ` @

Â

Ò â @ / < Æ § Ó ü t o  < Æõ , 608-737

(2011¸  4 Z 4 28{ 9  ~ Ã Î6 £ §, 2011¸  6 Z 4 22{ 9  Ã º& ñ  : r ~ Ã Î6 £ §, 2011¸  6 Z 4 30{ 9  > F  S X & ñ )

_

þ vd  Z O `  ¦ s 6 x #    ½ ¨^  Gd(OH)

 ¸È ÓÚ Ô\  ¦ ] j ¸ô  Ç Ê ê, / B N l  ×  æ \ " f_  \ P % o \  ¦ :  x #  Eu

 '    ) a Gd

O

 ¸È ÓÚ Ô\  ¦ ] j ¸ % i  . ] j ¸  ) a r « Ñ_  ½ ¨ ¸ x 9 + þ A ©  É r XRD, ë ß ì  rF g x 9 FE-SEM`  ¦ s 6 x #  ì  r$ 3 % i Ü ¼ 9, F g Ö ¸$ í ] j Ð '    ) a Eu

_  F g  < Æ& h : £ ¤$ í  É r # l  x 9 µ 1 Ï F g Û ¼& 7 à Ô

! 3

 1 p x _  8 £ ¤& ñ `  ¦ :  x #  ì  r$ 3 % i  . ë ß Û ¼& 7 à Ô! 3 _  ì  r$ 3 `  ¦ :  x #  l  > r \   Ð ¦÷ &t  · ú § É r D h Ðî  r x  ß

¼  > r F ô  Ç   H  z ´`  ¦ S X    % i Ü ¼ 9,   s 1 l x ½ × ¼\  _ ô  Ç # l ´ òÖ  ¦ É r Gd

O

 ¸È ÓÚ Ô\  '    ) a Eu

_  0 l x  ¸ 7 %{ 9  M :\   ©  a % ~   ¤ . 254 nm_  # l   © Ü ¼ Ð r « Ñ\  ¦ # l  #  Eu

\  l   ô  Ç µ 1

Ï F g Û ¼& 7 à Ô! 3 `  ¦ 8 £ ¤& ñ ô  Ç   õ ,   + þ A& h   Eu

\  l   ô  Ç µ 1 Ï F g: £ ¤$ í \  ¦  Ð# Å Ò ¦ e  Ü ¼ 9,  ¸  H  ;s [ þ t  î 

r X <\ 

D

−

F

 ;s \  K { ©    H 613 nm \ " f µ 1 Ï F g [ jl   ©  y ©  % i  . ¢ ¸ô  Ç, Gd

O

_  6 xÖ 6 x : r



¸ 2,330

C  Ð B Ä º Z  } É r X < ¸ Ô  ¦ ½ ¨  ¦, \ P % o   : r  ¸ 1,100

C s  © \ " f  H  ¸È ÓÚ Ô 6 xÖ 6 x ÷ &l  r

  ô  Ç   H  z ´ ¸ S X    % i  .

Ù þ

d  # Q: Gd

O

,  ¸È ÓÚ Ô, Eu

,  ¸ + þ AF g ^ , µ 1 Ï F g

Preparation and Optical Properties of Eu 3+ ion-doped Gd 2 O 3 Nanotubes

Dong-hyun Bae · Kiwan Jang ∗ · Ho-Sueb Lee

Department of Physics, Changwon National University, Changwon 641-773

Soung-Soo Yi

Department of Photonics, Silla University, Busan 617-736

Jung-Hyun Jeong

Department of Physics, Pukyong National University, Busan 608-737 (Received 28 April 2011 : revised 22 June 2011 : accepted 30 June 2011)

Eu

doped Gd

O

doped Gd

O

-693-

Keywords: Gd

O

, Nanotube, Eu , Nanophosphor, Photoluminescence

I. " e Â ] Ø

 ¸ü <s # Q,  ¸ Ð× ¼,  ¸È ÓÚ Ôü < ° ú  É r  ¸½ ¨ ¸[ þ t

 É

r é u  ß ¼l _  r « Ñ[ þ t õ   H  É r 1 l q: £ ¤ ô  Ç $ í | 9  x 9  ª ô  Ç

% ò

% i \ " f_   Ö ¸6 x 0 p x$ í M :ë  H \  þ j   H \  ´ ú § É r   ½ ¨ s  À

Ò# Q&  Ü ¼ 9,  & ³F  ¸  Ö ¸ µ 1 Ïy    ½ ¨÷ & ¦ e    [1–3]. ô  Ç¼ # ,



¸" î x 9 n Û ¼e  ¦ Y Us  ì  r  \ " f_   ¦ ì  r K ,  ¦ ´ òÖ  ¦ x 9 î ß 

&

ñ $ í s  a % ~ É r : £ ¤$ í `  ¦ t   H + þ AF g ^ \  ¦ > hµ 1 Ï  9  H   ½ ¨ [

þ

t  ¸  Ö ¸ µ 1 Ïy    '  ÷ &# Q M ® o  ¦  & ³F  ¸  Ö ¸ µ 1 Ïy    '  ÷ & ¦ e  

 [4–9]. : £ ¤ y  î ß & ñ $ í õ  ´ òÖ  ¦& h     M :ë  H \  í ß  oÓ ü t > 

\ P

Eu ³⁺ Y 8 Èc Ü R Gd ² O 3 x ¢ ½¬ 8 ý < g º õ m Í ° Ë Ñ] K ¡X ì Ä ¤V R Ë

ò 6 Bg ` @ · ç ¡M T Ö h · T Ú) כ

½ Ó" é ¶ @ / < Æ § Ó ü t o < Æõ , ½ Ó" é ¶ 641-773

) ç ¬ £

@ / < Æ § F g / B N < Æõ , Â Òí ß 617-736

^ ï Bg ` @

Ò â @ / < Æ § Ó ü t o < Æõ , 608-737

(2011¸ 4 Z 4 28{ 9 ~ Ã Î6 £ §, 2011¸ 6 Z 4 22{ 9 Ã º& ñ : r ~ Ã Î6 £ §, 2011¸ 6 Z 4 30{ 9 > F S X & ñ )

þ vd Z O ` ¦ s 6 x # ½ ¨^ Gd(OH)

¸È ÓÚ Ô\ ¦ ] j ¸ô Ç Ê ê, / B N l × æ \ " f_ \ P % o \ ¦ : x # Eu

' ) a Gd

¸È ÓÚ Ô\ ¦ ] j ¸ % i . ] j ¸ ) a r « Ñ_ ½ ¨ ¸ x 9 + þ A © É r XRD, ë ß ì rF g x 9 FE-SEM` ¦ s 6 x # ì r$ 3 % i Ü ¼ 9, F g Ö ¸$ í ] j Ð ' ) a Eu

_ F g < Æ& h : £ ¤$ í É r # l x 9 µ 1 Ï F g Û ¼& 7 à Ô

1 p x _ 8 £ ¤& ñ ` ¦ : x # ì r$ 3 % i . ë ß Û ¼& 7 à Ô! 3 _ ì r$ 3 ` ¦ : x # l > r \ Ð ¦÷ &t · ú § É r D h Ðî r x ß

¼ > r F ô Ç H z ´` ¦ S X % i Ü ¼ 9, s 1 l x ½ × ¼\ _ ô Ç # l ´ òÖ ¦ É r Gd

¸È ÓÚ Ô\ ' ) a Eu

_ 0 l x ¸ 7 %{ 9 M :\ © a % ~ ¤ . 254 nm_ # l © Ü ¼ Ð r « Ñ\ ¦ # l # Eu

\ l ô Ç µ 1

Ï F g Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ 8 £ ¤& ñ ô Ç õ , + þ A& h Eu

\ l ô Ç µ 1 Ï F g: £ ¤$ í \ ¦ Ð# Å Ò ¦ e Ü ¼ 9, ¸ H ;s [ þ t î

r X <\

;s \ K { © H 613 nm \ " f µ 1 Ï F g [ jl © y © % i . ¢ ¸ô Ç, Gd

_ 6 xÖ 6 x : r

¸ 2,330

C Ð B Ä º Z } É r X < ¸ Ô ¦ ½ ¨ ¦, \ P % o : r ¸ 1,100

C s © \ " f H ¸È ÓÚ Ô 6 xÖ 6 x ÷ &l r

ô Ç H z ´ ¸ S X % i .

d # Q: Gd

, ¸È ÓÚ Ô, Eu

, ¸ + þ AF g ^ , µ 1 Ï F g

Preparation and Optical Properties of Eu ³⁺ ion-doped Gd ₂ O ₃ Nanotubes

Dong-hyun Bae · Kiwan Jang ^∗ · Ho-Sueb Lee

¸ü <s # Q, ¸ Ð× ¼, ¸È ÓÚ Ôü < ° ú É r ¸½ ¨ ¸[ þ t

É

r é u ß ¼l _ r « Ñ[ þ t õ H É r 1 l q: £ ¤ ô Ç $ í | 9 x 9 ª ô Ç

% i \ " f_ Ö ¸6 x 0 p x$ í M :ë H \ þ j H \ ´ ú § É r ½ ¨ s À

Ò# Q& Ü ¼ 9, & ³F ¸ Ö ¸ µ 1 Ïy ½ ¨÷ & ¦ e [1–3]. ô Ç¼ # ,

¸" î x 9 n Û ¼e ¦ Y Us ì r \ " f_ ¦ ì r K , ¦ ´ òÖ ¦ x 9 î ß

ñ $ í s a % ~ É r : £ ¤$ í ` ¦ t H + þ AF g ^ \ ¦ > hµ 1 Ï 9 H ½ ¨ [

t ¸ Ö ¸ µ 1 Ïy ' ÷ &# Q M ® o ¦ & ³F ¸ Ö ¸ µ 1 Ïy ' ÷ & ¦ e

[4–9]. : £ ¤ y î ß & ñ $ í õ ´ òÖ ¦& h M :ë H \ í ß oÓ ü t >

_ + þ AF g ^ \ @ /ô Ç ½ ¨ ´ ú §s s , X& Ü ¼ 9, í ß \ O & h Ü ¼

Ð ´ ú §s s 6 x ÷ & 9 ´ òÖ ¦$ í s a % ~ É r + þ AF g ^ _ ¸^ Ó ü t| 9 Ð

· ú 9 Y ₂ O ₃ ü < & ñ ½ ¨ ¸ Ä » ô Ç é u x 9 ¸ß ¼l _

¸^ Gd ₂ O ₃ \ ' ) a Eu ³⁺ _ F g < Æ& h : £ ¤$ í \ @ /ô Ç

½ ¨[ þ t ¸ ´ ú §s s , Xt ¦ e H ¼ # s [10–12]. & ³F

¸ß ¼l _ Gd ² O 3 \ ¦ ½ + Ë$ í H ~ ½ ÓZ O É r a % ¦ 0 qZ O , Ã º\ P Z O x 9

ì r K Z O ` ¦ q 2 © # ª ô Ç ~ ½ ÓZ O 1 p x s 6 x ÷ & ¦ e [13–15].

: r ½ ¨\ " f H Eu ³⁺ ' ) a ¸È ÓÚ Ô ¸ ª _ Gd 2 O 3 + þ AF g ^ \ ¦ Z > ¸_ : £ ¤Z > ô Ç © u \ O s ] j ¸ # , s [

t _ ½ ¨ ¸ x 9 F g < Æ& h : £ ¤$ í \ @ /K ½ ¨ % i . l > r _

¸ x 9 é u ß ¼l _ Gd 2 O ₃ ¸^ \ ' ) a Eu ³⁺ _ F g < Æ

: £ ¤$ í õ q § ì r$ 3 < ÊÜ ¼ Ð" f ¸^ _ + þ A © \ É r & ñ

< Æ& h : £ ¤$ í õ < Êa ¸È ÓÚ Ô ¸ ª _ Gd 2 O 3 ¸^ \ '

)

a Eu ³⁺ _ F g < Æ& h : £ ¤$ í \ p u H ´ òõ \ @ / # ½ ¨

% i . r « Ñ_ & ñ $ í õ ³ ð ì r$ 3 É r XRD(40KV Cu- Kα X- r] X © u ), ë ß ì rF g © u (NRS-3100) x 9 FE- SEM( > ~ ½ Ó + þ A Å Ò & ³p â )` ¦ s 6 x % i Ü ¼ 9, '

) a Eu ³⁺ s : r _ # l x 9 µ 1 Ï F g Û ¼& 7 à Ô! 3 õ ° ú É r F g < Æ& h :

£ ¤$ í É r ì rF gF g ¸> (Photospectrometer, Shimadzu, RF- 5301PC)\ ¦ s 6 x # 8 £ ¤& ñ % i .

Gd(NO ₃ ) ₃ ü < Eu(NO 3 ) ₃ 6 xÓ o É r Gd 2 O ₃ (Aldrich, 99.9

%) ü < Eu 2 O 3 (Aldrich, 99.99 %)\ ¦ Ó ü É r HNO 3 (65 w%) ü <

< Êa q & \ " f ¸F Km \ P ` ¦ K Å Ò 9 §ì ø Ír & ] j ¸

i Ü ¼ 9, s [ þ t _ ì ø Í6 £ x õ & ñ É r A ü < ° ú .

Gd ₂ O ₃ + 6HNO ₃ → 2Gd(NO ₃ )) ₃ + 3H ₂ O (1) Eu ₂ O ₃ + 6HNO ₃ → 2Eu(NO ₃ ) ₃ + 3H ₂ O (2)

´ : r \ " f 0 A\ " f ï r q ) a 6 xÓ o\ 3 7 £ x À ÓÃ ºü <

NH ₄ OH(25 w%)\ ¦ V , # QÅ Ò 0 q © I _ Ò q t$ í Ó ü t s Ò q

tl H X < Ã º ès : r0 l x ¸(pH)\ ¦ 10 Ü ¼ Ð ´ ú Æ Ò# Q 10ì r ç

ß y © > §ì ø Íô Ç Ê ê, : r ¸\ ¦ ` ¦ 9 75 ^◦ C \ " f 18r ç ß 1 l x î

ß y © > §ì ø Ír Ê ê\ , z ´ : r Ü ¼ Ð Í ty r ( .

´ : r Ü ¼ Ð Í ty ) a r « Ñ\ ¦ " é ¶ d ì r o # , 3 7 £ x À Ó Ã

ºü < \ ò ø Í` ¦ Ð 3 [ j' < ÊÜ ¼ Ð+ ] j ¸õ & ñ \ " f ì ø Í6 £ x t

· ú § ¦ z e ` ¦ Ô ¦í HÓ ü t[ þ t` ¦ ] j % i . s Qô Ç õ & ñ

¦ : x # % 3 # Q r « Ñ\ ¦ / B N l × æ \ " f 55 ^◦ C Ð Ä »t ) a

¸l \ " f 24r ç ß s © Ø æì r y | ¸r v Gd(OH) ₃ x 9

Gd(OH) 3 :Eu r « Ñ % 3 # Q .

A_ õ & ñ ` ¦ : x # % 3 # Q Gd(OH) ₃ :Eu \ @ /ô Ç TGA

& DTA \ P ì r$ 3 õ \ ¦ ½ ÓÜ ¼ Ð / B N l × æ \ " f ì r { © 2 ^◦ C m

` ¦ o " f 600 ∼ 1,300 ^◦ C \ " f 2r ç ß 1 l x î ß Ä »t r Ê

ê\ , z ´ : r Ü ¼ Ð Í ty r & þ j7 á x& h Ü ¼ Ð Eu ³⁺ '

)

a Gd 2 O 3 ¸È ÓÚ Ô + þ AI _ r « Ñ\ ¦ ] j ¸ % i . ¸È Ó Ú