PLD U ê s0 n É® Žz º ” Ö «Y c lc Ü R Liù p § Y 8 Ȕ X ¢ Y 2 O 3 :Eu 3+ ] k ù° Ë Ñ= k U c lT c l8 ý ] k ù° Ë Ñ— ¤V R Ë

PLD U ê s0 n É® Žz º ” Ö «Y c lc Ü R Liù p § Y 8 È” X ¢ Y 2 O 3 :Eu ³⁺ ] k ù° Ë Ñ= k U c lT c l8 ý ] k ù° Ë Ñ— ¤V R Ë

ƒ

‘

š÷ 7 B6 0 · 9  ø ¶ B) ç  · † ç ¡+ Ö <¦  ·  ™ »÷ 7 B  ·  ™ »¦ ) ç  · + ä ^ ï Bg ` @ ^∗

Â

Ò â @ /† < Ɠ § Ó ü t o † < Æõ ,  Òí ß – 608-737

T ) ç ¬ £

’

  @ /† < Ɠ § F  g„    / B N† < Æõ ,  Òí ß – 617-736 (2002¸   10 Z 4 22{ 9  ~ à Î6 £ §)

Y

2

O

3

:Eu

³⁺

ü < Lis  ' ‘   ) a Y

2

O

3

:Eu

³⁺

+ þ AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •`  ¦ PLD(pulsed laser deposition) ~ ½ ÓZ O `  ¦  6   x K

 é ß –  & ñ Al

2

O

3

(0001) l ó ø Í 0 A\  í ß –™ è ì  r· ú šõ  l ó ø Í “ : r • ¸\  ¦    or v €  " f $ í  © œ % i  . Y

2

O

3

:Eu

³⁺

ü <

Li s  ' ‘   ) a Y

2

O

3

:Eu

³⁺

+ þ AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •_    & ñ $ í õ  PL(photoluminescence) y © œ• ¸  H 7 £ x‚ Ã Ì   H õ & ñ \ 

"

f  6   xô  Ç l ó ø Í “ : r • ¸ü < í ß –™ è ì  r· ú š\   © œ{ © œy  _ ” > r % i  . Y

2

O

3

:Eu

³⁺

+ þ AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •\  q K  Lis  ' ‘ 

 )

a Y

2

O

3

:Eu

³⁺

+ þ AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •_   â Ä º   & ñ $ í s  7 £ x ½ + É ÷  rë ß –  m   grain ß ¼l  ¢ ¸ô  Ç 7 £ x  % i  . Lis  '

‘   ) a Y

2

O

3

:Eu

³⁺

~ à Ì} Œ •_   â Ä º 7 £ x‚ Ã Ì   H l ó ø ͓ : r • ¸ Z  }  | 9 à º2 Ÿ ¤   & ñ $ í s  7 £ x  % i Ü ¼ 9 ³ ð€    } 9  l

• ¸ “ : r • ¸\     ‚  + þ A& h Ü ¼– Ð 7 £ x  % i  . 600

^◦

C_  l ó ø Í “ : r • ¸ü < í ß –™ è ì  r· ú š`  ¦ 200 mTorr – Ð # Œ 7 £ x

‚ Ã

̝ ) a Li s  ' ‘   ) a Y

2

O

3

:Eu

³⁺

+ þ AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •“ É r + þ AF  g y © œ• ¸  © œ ß ¼> 
 z Œ ¤Ü ¼ 9, Li`  ¦ ' ‘  t  · ú §

“ É

r  â Ä ºü < q “ §K  + þ AF  g y © œ• ¸ 2.7C  7 £ x  % i  .

PACS numbers: 78.55.-m, 78.66.-w

Keywords: Y

2

O

3

:Eu

³⁺

, + þ AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •, ` O Û ¼ Y Us $  7 £ x‚ à ÌZ O 

I. " e  ] Ø

[ j@ / ¨ î ó ø Í+ þ A n Û ¼e  ¦ Y Us _  " é ¶ Ö ¸ô  Ç  6   x`  ¦ 0 AK 

"

f  H Á º% Á ˜ Ð • ¸ Ä ºÃ ºô  Ç + þ AF  g ´ òÖ  ¦`  ¦ ° ú   H + þ AF  g ^ ‰ F

« Ñ\  ¦ > hµ 1 Ï   H  כ s  € 9 כ ¹  . s  Qô  Ç ¨ î ó ø Í+ þ A n  Û

¼e  ¦ Y Us _  @ /³ ð& h “   7 á x À Ӗ Ѝ  H FED(Field Emission Display), LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Pannel), VFD(Vacuum Fluorescent Display), ELD(Electroluminescent Display) 1 p x s  e ”  . ¨ î ó ø Í+ þ A n  Û

¼e  ¦ Y Us – Ð Ä »} © œô  Ç FED  H + þ AF  g ^ ‰_  „  >  ~ ½ ÓØ  ¦ ‰ & ³ © œ

`

 ¦ 6 £ x6   xô  Ç ³ ðr ~ ½ ÓZ O Ü ¼– Ð   É r n Û ¼e  ¦ Y Us  l Õ ü t[ þ t õ  q 

“

§ # Œ Z  }“ É r 6 f• ¸ü < full color_  ½ ¨‰ & ³s  0 p x  9 + þ A F 

g ´ òÖ  ¦ õ  / B Nç ß – ì  r K 0 p x s  Z  }  . ¢ ¸ô  Ç, é ß –0 A i ” ! s q ? /\ 

´ ú

§“ É r „   \  ¦ ~ ½ ÓØ  ¦   H p [ j  9 s  e ” l  M :ë  H \  { 9  Òì  r s

 ’ < H © œ÷ &# Q• ¸ „  ^ ‰ 1 l x Œ •\   H % ò † ¾ Ó`  ¦ ~ à Ît  · ú §  H  © œ& h  s

 e ”  . þ j  H  t  VFDü < CRT(cathode ray tube)6   x Ü ¼

–

Ð Zn 0.2 Cd _0.8 S:Ag,Cl(& h Ò  o), Zn _0.65 Cd _0.35 S:Ag,Cl(0 l qÒ  o), ZnS:Ag,Cl( É Ò É rÒ  o)ü < ° ú  “ É r S !  oÓ ü t >  + þ AF  g ^ ‰[ þ t s   6   x

÷

&% 3  . [1] s  Qô  Ç S !  oÓ ü t >  + þ AF  g ^ ‰[ þ t“ É r ± ú “ É r „  · ú š

∗

E-mail address: [email protected]

\

" f Z  }“ É r 6 f• ¸\  ¦ ° ú t ë ß – „   \  ¦ # Œl    H õ & ñ \  O 2

ü

< SO ₂ \  ¦ ~ ½ ÓØ  ¦ô  Ç . s M : ~ ½ ÓØ  ¦ ) a O ₂ ü < SO ₂   H „   

\

 ¦ ~ ½ ÓØ  ¦   H p [ j  9 _  { 9 † < Êà º(work function)`  ¦ 7 £ x  r

&  ~ ½ ÓØ  ¦ : £ ¤$ í `  ¦ $  r †   . s  Qô  Ç ë  H ] j& h `  ¦ K   

l  0 AK  (Zn,Mg)O:Zn(É Ò É rÒ  o), ZnGa ₂ O ₄ :Mn(0 l qÒ  o), Y 2 O 3 :Eu(& h Ò  o), CaTiO 3 :Pr(& h Ò  o), Gd 2 O 3 :Eu(& h Ò  o)õ 

° ú

 “ É r í ß – oÓ ü t >  + þ AF  g ^ ‰[ þ t s  ƒ  ½ ¨÷ &“ ¦ e ”  . [2] s [ þ t ×  æ

\

" f Y ² O 3 :Eu ³⁺ + þ AF  g ^ ‰  H Eu \  _ ô  Ç ⁵ D 0 - ⁷ F 2 „  s  M : ë

 H \  612 nm   © œ_  & h Ò  oF  g`  ¦ ~ ½ ÓØ  ¦   H + þ AF  g : £ ¤$ í `  ¦
 

 · p . [3]

ô 

Ǽ # , [ j b ”  + þ AF  g ^ ‰\  q K  ~ à Ì} Œ • + þ AF  g ^ ‰[ þ t“ É r  Œ •“ É r grain`  ¦ Ò q t$ í # Œ 8 £ ¤€   K  © œ• ¸\  ¦ Z  } >  “ ¦ \ P \  @ /K 

"

f• ¸ a % ~“ É r î ß –& ñ $ í `  ¦ ˜ Г   . Õ ªo “ ¦ & h “ É r Ä »K  Û ¼~ ½ Ó Ø

 ¦(outgassing) õ  “ ¦^ ‰ ³ ð€  \  ¸ ú ˜x 9 ‚ Ã Ì   H  © œ& h [ þ t`  ¦  t

“ ¦ e ”  . [4] Õ ª Q
 ~ à Ì} Œ • + þ AI – Ð + þ AF  g ^ ‰\  ¦  6   x   H X

<  © œ  H # Q 9î  r & h “ É r [ j b ”  ì  r´ ú ˜ Ó ü t| 9 \  q K  ± ú “ É r µ 1 ß l

ü < ´ òÖ  ¦ s  .   " f FEDü < ° ú  “ É r ¨ î ó ø Í ³ ðr ™ è – Ð 6 £ x 6

 

x l  0 AK " f  H $ „  · ú š\ " f• ¸ ´ òÖ  ¦& h Ü ¼– Ð µ 1 ÏF  g| ¨ c ÷  rë ß –



m   “ ¦”  / B N \ " f• ¸ î ß –& ñ ô  Ç Ó ü t$ í `  ¦ ° ú   H ~ à Ì} Œ • + þ AF  g ^ ‰

 ì ø Í× ¼r  € 9 כ ¹  . ~ à Ì} Œ • + þ AF  g ^ ‰\ " f + þ AF  g y © œ• ¸  H ~ à Ì} Œ • Ó

ü t| 9 õ  l ó ø Í  s _   © œ  ñ Œ •6   x, ~ à Ì} Œ • Ó ü t| 9 _  › ¸$ í , ~ à Ì} Œ •_ 

-370-

7

£

x‚ Ã Ì › ¸| õ  ° ú  “ É r כ ¹“  \  _ K    & ñ  ) a  . PLD ~ ½ ÓZ O \  _  K

 Y ² O 3 :Eu ³⁺ ~ à Ì} Œ •[ þ t“ É r l ó ø Í`  ¦    or v  
 7 £ x‚ Ã Ì › ¸

|

`  ¦    or v €  " f $ í  © œ÷ &# Q š ¸“ ¦ e ”  . d ” t # Q  Å Ò  Œ •

“ É

r € ª œ_  Li ⁺ co-activator ' ‘ – Е ¸ + þ AF  g ^ ‰_  + þ AF  g ´ òÖ  ¦`  ¦ 7

£

x    H X < e ” # Q" f ×  æ כ ¹ô  Ç % i ½ + É`  ¦ ô  Ç   H  כ “ É r ¸ ú ˜ · ú ˜ 9 4

R e ”  . [5] Ä ºo _  ƒ  ½ ¨  H Gd 2 O ₃ :Eu ³⁺ ü < Y ₂ O ₃ :Eu ³⁺

+ þ

AF  g ^ ‰\  Lis  u  ¨ 8 Š   H ´ òõ \  ¦ ƒ  ½ ¨K  š ¸“ ¦ e ”   H X <, Li

$ í

ì  r_  ' ‘ – Ð + þ AF  g ^ ‰_  + þ AF  g ´ òÖ  ¦÷  rë ß –  m   ~ à Ì} Œ •_ 

³

ð€   + þ A © œ\   © œ{ © œô  Ç % ò † ¾ Ó`  ¦ Å Ò% 3  .

‘

: r ƒ  ½ ¨\ " f  H solid state reaction Z O `  ¦  6   x 

#

Œ ] j Œ •ô  Ç targetÜ ¼– Ð PLD ~ ½ ÓZ O `  ¦ s 6   x # Œ é ß –  & ñ Al 2 O 3 (0001) l ó ø Í 0 A\  Y <sup>2</sup> O 3 :Eu <sup>3+</sup> ~ à Ì} Œ •õ  Li`  ¦ ' ‘ ô  Ç Y2O3:Eu3+ + þ AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •`  ¦ $ í  © œ % i  . Õ ªo “ ¦ ~ à Ì} Œ •_  7

£

x‚ Ã Ì › ¸| \    É r + þ AF  g ^ ‰_  + þ AF  g y © œ• ¸\  ¦ > h‚   l  0 AK  Li`  ¦ ' ‘ ô  Ç Y 2 O 3 :Eu <sup>3+</sup> + þ AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •`  ¦  € ª œô  Ç “ : r • ¸ü <

· ú

š§ 4 \ " f $ í  © œ % i  . ¢ ¸ô  Ç, s  Qô  Ç $ í  © œ › ¸| õ  ~ à Ì} Œ •_  + þ

AF  g : £ ¤$ í s  # Qb  G> 
 
  H t \  ¦ › ¸  l  0 AK  ~ à Ì} Œ • _

   & ñ ½ ¨› ¸ ì  r$ 3 , ³ ð€  _  p [ j ½ ¨› ¸ ì  r$ 3 , Õ ªo “ ¦ + þ AF  g Û

¼& 7 ˜à Ô! 3  8 £ ¤& ñ `  ¦ % i  .

II. ÷ m Ç] M ö

Y 2 −x−y Eu x Li y O 3 (x=0.08, y=0.08) ì  r´ ú ˜ r « Ñ



 H Y 2 O 3 , Eu 2 O 3 ü < LiF_   o† < Æ& h | ¾ Ó (stoichiometric amounts) Ü ¼– РÒ'  ï  r q ÷ &% 3  . [ j b ”  target`  ¦ ë ß –[ þ t l

 0 AK  ì  r´ ú ˜ ™ D ¥½ + ˓ É r 
_  n Û ¼ß ¼ 5 Å q \ " f pelletÜ ¼– Ð s

À Ò# Q& ’ “ ¦ 20r ç ß – 1 l xî ß – 1350 ^◦ C \ " f ™ è   # Œ [ j b ” 

`

 ¦ ¢ - a$ í % i  . s  Qô  Ç õ & ñ `  ¦ : Ÿ x K  ë ß –[ þ t # Q”   [ j b ” `  ¦ PLD6   x target Ü ¼– Ð  6   x l  0 AK " f f ”  ⠓ É r 1“  u , ¿ ºa 



 H €  • 2.5 mm_  ß ¼l – Ð ƒ    % i  . [ j b ”  target`  ¦ s  6

 

x # Œ ~ à Ì} Œ •“ É r 193 nm_    © œ`  ¦ ° ú   H ArF " l or  Q Y U s

$ \  ¦  6   xô  Ç PLDZ O Ü ¼– Ð ] j Œ • % i  . targetõ  l ó ø Í



s _   o   H 35 mm – Ð Ä »t ÷ &% 3  . Y Us $  fluence  H 4.0 J/cm ² s “ ¦ ~ à Ì} Œ • 8 £ x‚ à Ì`  ¦ l  „  \  10ì  r 1 l xî ß –“ É r \ V q

 ablation`  ¦ # Œ   ¿ _  ³ ð€  \  ” > r F    H š ¸% i Ó ü t| 9 

`

 ¦ ] j ô  Ç Ê ê 3 9' \  ¦ \ P # Q Y Us $  Å Ò à º\  ¦ 1 Hz – Ð ~ Ã Ì }

Œ

•`  ¦ 10ì  r 1 l xî ß – 8 £ x‚ à Ìr †    6 £ §
 Qt  r ç ß –“ É r 5 Hz – Ð 7

£

x‚ Ã Ì % i  . ~ à Ì} Œ •“ É r 200 mTorr_  í ß –™ è · ú š§ 4 \ " f 500, 600 Õ ªo “ ¦ 700 ^◦ C_  $ í  © œ “ : r • ¸\ " f Al ² O 3 (0001) l ó ø Í 0 A\ " f $ í  © œ÷ &% 3  . ¢ ¸ô  Ç l ó ø Í “ : r • ¸\  ¦ 600 ^◦ C – Ð Ä »t 

# Œ 100, 200 Õ ªo “ ¦ 300 mTorr_  í ß –™ è ì  r· ú šÜ ¼– Ð ~ Ã Ì }

Œ

•`  ¦ $ í  © œr (   .  € ª œô  Ç $ í  © œ › ¸| \  _ K  7 £ x‚ à ̝ ) a ~ Ã Ì }

Œ • ³ ð€  _  p [ j½ ¨› ¸  H AFM(atomic force microscope, Digital Instrument, Multimode ^{T M} SPM) \  _ K  8 £ ¤& ñ

÷

&% 3  .  Ö  ¦  Q + þ AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •_  ½ ¨› ¸& h  : £ ¤$ í õ    & ñ $ í `  ¦

›

¸  l  0 A # Œ X-‚    r] X (Philips, X’Pert) z  ´+ « >`  ¦ 

%

i  . Lis  ' ‘   ) a Y ₂ O ₃ :Eu + þ AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •_  + þ AF  g Û ¼& 7 ˜ à

Ô! 3 “ É r LS50B luminescence spectrophotometer (Perkin Elmer)\  ¦  6   x # Œ 254 nm_  Å Ò  ) a  ü @‚   # Œl   © œ`  ¦

° ú

  H Xenon Ï þ ›á Ô\  ¦ F  g " é ¶ Ü ¼– Ð z  ´“ : r \ " f 8 £ ¤& ñ % i  .

III. ÷ m Ç] M ö+ s ÇÊ Ý õ m Í w Š²  o

Y 2 O 3 :Eu ³⁺ ~ à Ì} Œ •õ  Lis  ' ‘   ) a Y 2 O 3 :Eu ³⁺ ~ à Ì} Œ •_  + þ A F 

g : £ ¤$ í “ É r ~ à Ì} Œ •_    & ñ $ í õ  ³ ð€   + þ A © œ\  ß ¼>  % ò † ¾ Ó`  ¦ ~ à Î



 H  . Õ ªa Ë > 1“ É r 200 mTorr_  í ß –™ è ì  r· ú š \ " f 600 ^◦ C_  Al 2 O 3 (0001) l ó ø Í 0 A\  7 £ x‚ à ̝ ) a Y 2 O 3 :Eu ³⁺ ü < Lis  ' ‘ 

  ) a Y ₂ O ₃ :Eu ³⁺ ~ à Ì} Œ •_  XRD pattern`  ¦ q “ §ô  Ç  כ s  .



r] X  X <s '   H ¿ º  â Ä º — ¸¿ º (222) ~ ½ ӆ ¾ Ós  Al 2 O 3 (0001) 0 A\  $ í  © œ ) a ~ à Ì} Œ •\  @ /K  Ä º‚   C † ¾ Óe ” `  ¦ ˜ Ð# Œï  r  . Õ ª o

“ ¦ s  Qô  Ç  r] X  pattern“ É r (222) x ß ¼_  FWHM(full width at half maximum)“ É r Li`  ¦ ' ‘  t  · ú §“ ¦ $ í  © œô  Ç

~ Ã

Ì} Œ •_   â Ä º˜ Ð  Li`  ¦ ' ‘  # Œ $ í  © œ ) a ~ à Ì} Œ •s  €  • 30%

&

ñ • ¸  8 a % v > 
 
  H  כ `  ¦ ^  ¦ à º e ”  . 7 £ ¤, Li s  ' ‘   ) a Y ₂ O ₃ :Eu ³⁺ ~ à Ì} Œ •s  Y 2 O ₃ :Eu ³⁺ ~ à Ì} Œ •˜ Ð   8   & ñ $ í a % ~



  H  כ `  ¦ · ú ˜ à º e ”  . s  Qô  Ç   õ – РÒ'  Y ² O 3     5 Å q Ü

¼– Ð   ½ + ˝ ) a Li $ í ì  r s  ˜ Ð  a % ~“ É r   & ñ $ í `  ¦ 0 AK   l -› ¸ 8

ú

¤ B (self-promoter)– Ð" f % i ½ + É`  ¦ ô  Ç   H  כ `  ¦ · ú ˜ à º e ”  .

Õ

ªa Ë > 2  H Al 2 O 3 (0001) l ó ø Í 0 A\  7 £ x‚ à Ìô  Ç l ó ø Í “ : r • ¸   

 o\    É r Li s  ' ‘   ) a Y 2 O 3 :Eu ³⁺ ~ à Ì} Œ •_  ³ ð€   + þ A © œ`  ¦

›

¸  l  0 Aô  Ç AFM  ”  s  . ~ à Ì} Œ •_  ³ ð€   + þ A © œõ   } 9  l

  H ~ à Ì} Œ •_  PL ì ø Í6 £ x \  ß ¼>  % ò † ¾ Ó`  ¦ ï  r  . l ó ø Í “ : r • ¸

Õ

ªa Ë > 1. 200 mTorr_  í ß –™ è ì  r· ú šõ  600 ^◦ C_  Al ₂ O ₃ (0001) l

ó ø Í 0 A\  7 £ x‚ à Ìô  Ç Y 2 O 3 :Eu ³⁺ ü < Lis  ' ‘   ) a Y 2 O 3 :Eu ³⁺

+ þ

AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •_  XRD pattern q “ §.

Õ

ªa Ë > 2. 200 mTorr_  í ß –™ è ì  r· ú š\ " f Al ² O 3 (0001) l ó ø Í 0 A\  7 £ x‚ à Ìô  Ç Lis  ' ‘   ) a Y ₂ O ₃ :Eu ³⁺ + þ AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •_  l ó ø Í

“

: r • ¸\    É r AFM  ”  .

500 ^◦ C“    â Ä º Ô  ¦ ½ ©g Ë :ô  Ç — ¸€ ª œ_  grain[ þ t s  ß ¼l   Œ •“ ¦

"

f– Ð % ò &  e ”   H — ¸_ þ v s  . l ó ø Í “ : r • ¸ 600 ^◦ C, 700 ^◦ C

–

Ð Z  }  t €  " f grain ß ¼l  ß ¼“ ¦  €  ^ ‰ — ¸€ ª œ_  ç  H{ 9 ô  Ç grain[ þ t s  + þ A$ í ÷ &% 3  . í ß –™ è ì  r· ú šs  200 mTorrs “ ¦ l ó ø Í

“

: r • ¸ 600 Ò{ 9  M : Lis  ' ‘   ) a Y 2 O 3 :Eu ³⁺ ~ à Ì} Œ •\ " f AFM 8 £ ¤& ñ \  _ ô  Ç grain_  ß ¼l ü < rms  } 9 l  ° ú כ“ É r y Œ •y Œ • 150 nm ü < 12.8 nms % 3  . s  Qô  Ç   õ [ þ t“ É r Li s  ' ‘ ÷ &

€ 

" f ~ à Ì} Œ •_  grain ß ¼l 
 rms ° ú כ“ É r Li s  ' ‘ ÷ &t  · ú §€ Œ ¤

`

 ¦ M :(ð90 nm, 8.5) ˜ Ð  ß ¼>  7 £ x  % i 6 £ §`  ¦
  · p .

600 ^◦ C ü < 700 ^◦ C \ " f $ í  © œ ) a Li s  ' ‘   ) a Y ₂ O ₃ :Eu ³⁺ ~ Ã Ì }

Œ

•_  grain ß ¼l  500 ^◦ C \ " f $ í  © œ ) a ~ à Ì} Œ •˜ Ð  ß ¼   H

 כ

“ É r grain ß ¼l  7 £ x  €  " f grain s _   â >  x 9 • ¸

± ú

“ É r “ : r • ¸\ " f $ í  © œ ) a ~ à Ì} Œ •_   â Ä º ˜ Ð   Œ •   H  כ s  .

>

  grain  â >   H „   \  ¦ Ÿ í S \ ‰ “ ¦ + þ AF  g Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 _  µ

1 ßl \  ¦ y Œ ™™ èr v   H " é ¶ “  { 9  à º e ” l  M :ë  H \  & h “ É r grain  â

>

\  ¦ ° ú   H ~ à Ì} Œ •“ É r Ä ºÃ ºô  Ç + þ AF  g : £ ¤$ í `  ¦
  · p . [6]

Õ

ªa Ë > 3“ É r y Œ •y Œ • 1 l x{ 9 ô  Ç › ¸| \ " f $ í  © œ ) a Y 2 O 3 : Eu ³⁺ ü <

Li s  ' ‘   ) a Y 2 O 3 :Eu ³⁺ ~ à Ì} Œ •_  z  ´“ : r PLE (photolumi- nescence excitation) ü < PL Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 _  q “ §\  ¦ ˜ Ð# Œï  r  .

Eu ³⁺ s “ : r_  \  -t  ï  r0 A_  : £ ¤$ í “ É r F  g† < Æ& h Ü ¼– Ð  Ö ¸1 l x& h 

“

  4f „   [ þ t“ É r 5s ü < 5p ,  | 9 \  e ”   H ü @Â Ò „   [ þ t \  _  K

 ` ‚÷ &  H ´ òõ  M :ë  H \  a % v“ É r ~ ½ ÓØ  ¦ x ß ¼ l @ /  ) a  . [7]

Õ

ªa Ë > 3\ " f ˜ Г    כ õ  ° ú  s  Lis  ' ‘   ) a Y 2 O 3 :Eu ³⁺ ~ Ã Ì Õ

ªa Ë > 3. Y 2 O 3 :Eu ³⁺ ü < Lis  ' ‘   ) a Y 2 O 3 :Eu ³⁺ + þ AF  g ^ ‰

~ Ã

Ì} Œ •_  PL Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 .

}

Œ

•_  µ 1 ßl   H Y 2 O 3 :Eu ³⁺ ~ à Ì} Œ •_  µ 1 ßl ü < q “ §K  2.7C – Ð 7

£

x  % i  . Y ² O 3 :Eu ³⁺ ~ à Ì} Œ •_  PL y © œ• ¸ 7 £ x    H  כ

“

É r Li ⁺ s “ : r_  ' ‘ – Ð  } 9 # Q”   ³ ð€  s  ? /Â Ò ì ø Í \  ¦ ×  ¦

#

Œ×  ¦ ÷  rë ß –  m     & ñ $ í s   8 a % ~  t €  " f F  g† < Æ& h  „  s 

 ¸ ú ˜ { 9 # Q
• ¸2 Ÿ ¤ ”  1 l x_  y © œ• ¸\  ¦ Z  } # ŒÅ Òl  M :ë  H s  . [8]

 

õ & h Ü ¼– Ð Y ² O 3 :Eu ³⁺ + þ AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •\  @ /K  Li ⁺ s “ : r_  '

‘ – Ð PL y © œ• ¸\  ¦ 7 £ x r ~  ´ à º e ” % 3  .

Õ

ªa Ë > 4  H l ó ø Í “ : r • ¸\  ¦ 600 ^◦ C – Ð “ ¦& ñ “ ¦ í ß –™ è ì  r· ú š

`

 ¦ 100, 200 Õ ªo “ ¦ 300 mTorr– Ð    or &  Al ² O 3 (0001) l

ó ø Í 0 A\  7 £ x‚ à Ìô  Ç Lis  ' ‘   ) a Y 2 O 3 :Eu ³⁺ ~ à Ì} Œ •_  XRD pattern`  ¦
  · p  כ s  . — ¸Ž  H   É r $ í  © œ   à º[ þ t“ É r · ú š§ 4 

\

    7 £ x‚ Ã Ì   H 1 l xî ß – { 9 & ñ >  Ä »t ÷ &% 3  . Õ ªa Ë >\ " f (222) x ß ¼ ~ à Ì} Œ •_  Ä º‚   C † ¾ Ós    H  כ `  ¦ ^  ¦ à º e ” “ ¦ í

ß –™ è ì  r· ú šs  100 mTorr s  © œÜ ¼– Ð 7 £ x ½ + É M : (222) x ß ¼

Õ

ªa Ë > 4. 600 ^◦ C_  l ó ø Í “ : r • ¸\  ¦ Ä »t  # Œ Al 2 O ₃ (0001) l

ó ø Í 0 A\  7 £ x‚ à Ìô  Ç Lis  ' ‘   ) a Y 2 O 3 :Eu ³⁺ + þ AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •_  í ß

–™ è ì  r· ú š\    É r XRD pattern.

Õ

ªa Ë > 5. 600 ^◦ C_  l ó ø Í “ : r • ¸\  ¦ Ä »t  # Œ Al ² O 3 (0001) l

ó ø Í 0 A\  7 £ x‚ à Ìô  Ç Lis  ' ‘   ) a Y ₂ O ₃ :Eu ³⁺ + þ AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •_  í

ß –™ è ì  r· ú š\    É r AFM  ”  .

ü

< (400) x ß ¼ † < Êa  ” > r F    H  © œÜ ¼– Ð     9 ~ à Ì} Œ •_    

&

ñ $ í “ É r y Œ ™™ è÷ &% 3  . $ í  © œ ~ ½ ӆ ¾ Ó_     o  H í ß –™ è ì  r· ú šs  7 £ x

½ + É M : ~ à Ì} Œ • ³ ð€  \  Ò q t|    Òí ß –Ó ü t(outhgrowth)_  x 9 • ¸

7

£

x    H  כ õ  › ' a >  e ”  . (222) x ß ¼_  FWHM“ É r a % v

`

 ¦ à º2 Ÿ ¤   & ñ $ í s  a % ~    H  כ `  ¦ _ p    H X < 300 mTorr\ 

"

f $ í  © œ ) a ~ à Ì} Œ •˜ Ð  100 mTorr\ " f $ í  © œ ) a ~ à Ì} Œ •s  €  • 40% a % v > 
 z Œ ¤ .

Õ

ªa Ë > 5  H 600 ^◦ C – Ð l ó ø Í “ : r • ¸\  ¦ { 9 & ñ >  Ä »t  # Œ í ß –

™

è ì  r· ú š\    É r Li s  ' ‘   ) a Y 2 O 3 :Eu ³⁺ ~ à Ì} Œ •_  AFM  

”

 `  ¦
  · p  כ s  . í ß –™ è ì  r· ú šs  100 mTorr{ 9  M :˜ Ð  200 mTorr – Ð Z  }  t €  " f ~ à Ì} Œ •_  ³ ð€   + þ A © œ“ É r ½ ©g Ë :& h “  

—

¸€ ª œ`  ¦ ô  Ç grain[ þ t s  ß ¼l  ß ¼> 
 è ß – . Õ ª Q
 í ß –™ è ì

 r· ú šs  300 mTorr– Ð Z  }  | 9  M : ~ à Ì} Œ •_  ³ ð€   + þ A © œ › ' a¹ 1 Ï

 

õ   H š ¸y  9 200 mTorr{ 9  M : ˜ Ð  grain_  ß ¼l • ¸ & h `  ¦

÷

 rë ß –  m   Ô  ¦ ½ ©g Ë :ô  Ç — ¸€ ª œ`  ¦ “ ¦ e ”  . 200 mTorr\ " f

$ í

 © œ ) a ~ à Ì} Œ •_  grain ß ¼l   H €  • 170 nm“  X < 100 mTorrü <

300 mTorr \  @ /K " f  H y Œ •y Œ • 140 nmü < 110 nms % 3  . s 



Qô  Ç ~ à Ì} Œ •_  ³ ð€   + þ A © œ“ É r s p  Õ ªa Ë > 2_  [ O " î \ " f PL Û ¼

&

7 ˜à Ô! 3  y © œ• ¸\  ß ¼>  % ò † ¾ Ó`  ¦ ï  r    H  כ `  ¦ ] jr  % i  .

Õ

ªa Ë > 6“ É r ~ à Ì} Œ •`  ¦ 7 £ x‚ Ã Ì   H õ & ñ \ " f l ó ø Í “ : r • ¸\  ¦ 600

◦ C – Ð { 9 & ñ >  Ä »t  “ ¦ í ß –™ è ì  r· ú š`  ¦    or v €  " f Lis  '

‘   ) a Y ₂ O ₃ :Eu ³⁺ ~ à Ì} Œ •_  PL Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 `  ¦
  · p  כ s 



. ~ ½ ÓØ  ¦ x ß ¼_  + þ AF  g # 3 0 A  H l @ /ô  Ç  כ õ  ° ú  s  a % v > 
 Õ

ªa Ë > 6. 600 ^◦ C_  l ó ø Í “ : r • ¸\  ¦ Ä »t  # Œ Al 2 O ₃ (0001) l

ó ø Í 0 A\  7 £ x‚ à Ìô  Ç Lis  ' ‘   ) a Y 2 O 3 :Eu ³⁺ + þ AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •_  í

ß –™ è ì  r· ú š\    É r PL Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 .



è ß –   H  כ `  ¦ ^  ¦ à º e ” % 3 “ ¦ ¢ ¸ô  Ç 612 nm\ " f & h Ò  o ~ ½ ÓØ  ¦ _  þ j@ / x ß ¼ ° ú כs  í ß –™ è ì  r· ú š_     o\  @ /K " f• ¸      H

 כ

`  ¦ ^  ¦ à º e ”  . Õ ªa Ë > 4ü < 5_    õ \     í ß –™ è ì  r· ú šs 

± ú

`  ¦ M : Lis  ' ‘   ) a Y 2 O 3 :Eu ³⁺ ~ à Ì} Œ •_    & ñ $ í “ É r a % ~  

| 9

t  • ¸ PL y © œ• ¸  H y Œ ™™ è % i   H X <, s   H ± ú “ É r í ß –™ è ì  r· ú š

\

" f  H 6 fµ 1 Ï$ í s  y © œô  Ç Li $ í ì  r s    € 9 ÷ &l  M :ë  H“    כ Ü ¼

–

Ð \ V © œ ) a  . ~ à Ì} Œ •_  í ß –™ è ì  r· ú šs  100 mTorr{ 9  M :\  q K  200 mTorr – Ð 7 £ x  €  " f PL Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 _  þ j@ / x ß ¼ ° ú כ

“ É

r €  • 3C  7 £ x  % i  . Õ ª Q
 í ß –™ è ì  r· ú š`  ¦ 300 mTorr – Ð 7

£

x  % i `  ¦ M : PL Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 _  y © œ• ¸  H 200 mTorr_  ° ú כ

\

 q K   s `›   y Œ ™™ è % i  .

IV. + s Ç Â ] Ø

Li s  ' ‘   ) a Y ₂ O ₃ :Eu ³⁺ + þ AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •`  ¦ PLD ~ ½ ÓZ O `  ¦



6   x K  é ß –  & ñ Al 2 O 3 (0001) l ó ø Í 0 A\  í ß –™ è ì  r· ú š`  ¦ 200 mTorr – Ð { 9 & ñ >  Ä »t  # Œ 500 ^◦ C, 600 ^◦ C Õ ªo “ ¦ 700

◦ C \ " f 7 £ x‚ Ã Ì % i  . ¢ ¸ô  Ç l ó ø Í “ : r • ¸\  ¦ 600 ^◦ C – Ð Ä »t  

“

¦ í ß –™ è ì  r· ú š`  ¦ 100 mTorr, 200 mTorr, 300 mTorr – Ð   

 or v  9 ~ à Ì} Œ •`  ¦ 7 £ x‚ Ã Ì % i  .  € ª œô  Ç 7 £ x‚ Ã Ì › ¸| \    

$ í

 © œ ) a ~ à Ì} Œ •_  : £ ¤$ í “ É r p [ j   & ñ ½ ¨› ¸_  ì  r$ 3 õ  + þ AF  g 8 £ ¤

&

ñ `  ¦ : Ÿ x K " f s À Ò# Q& ’   H X <, 7 £ x‚ Ã Ì “ : r • ¸ Z  }  | 9  M : ~ Ã Ì }

Œ

•_    & ñ $ í s  a % ~  t “ ¦ XRD pattern`  ¦ : Ÿ x K  (222) x  ß

¼ Al ² O 3 (0001)0 A\  $ í  © œ ) a ~ à Ì} Œ •\  @ /K  Ä º‚   C † ¾ Óe ” 

`

 ¦ · ú ˜ à º e ” % 3  . Y 2 O ₃ :Eu ³⁺ + þ AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •˜ Ð  Lis  ' ‘ 

 )

a Y 2 O 3 :Eu ³⁺ + þ AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •_    & ñ $ í s   8 a % ~ “ ¦ PL y © œ

•

¸• ¸ 2.7C  7 £ x  % i  . 200 mTorr_  í ß –™ è ì  r· ú š \ " f

Al 2 O 3 (0001) l ó ø Í 0 A\  7 £ x‚ à Ìô  Ç Lis  ' ‘   ) a Y 2 O 3 :Eu ³⁺

+ þ

AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •“ É r l ó ø Í “ : r • ¸ 700 ^◦ C  t  7 £ x ½ + É M :   & ñ

$ í

“ É r a % ~  & ’ Ü ¼
 ³ ð€   + þ A © œ“ É r š ¸y  9 600 ^◦ C{ 9  M : ½ ©g Ë :' ‘ 

“

  grain[ þ t s  + þ A$ í ÷ &% 3 “ ¦,   õ & h Ü ¼– Ð ³ ð€   + þ A © œ_  % ò † ¾ Ó

\

 _ ô  Ç ~ à Ì} Œ •_  + þ AF  g y © œ• ¸• ¸ 600 ^◦ C{ 9  M :  © œ ß ¼> 
  z

Œ ¤ . 600 ^◦ C_  l ó ø Í “ : r • ¸\  ¦ Ä »t  # Œ Al 2 O ₃ (0001) l ó ø Í 0 A\  7 £ x‚ à Ìô  Ç Lis  ' ‘   ) a Y 2 O 3 :Eu ³⁺ + þ AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •_  í ß –

™

è ì  r· ú š\    É r XRD pattern_    õ   H 100 mTorr{ 9  M :

~ Ã

Ì} Œ •_    & ñ $ í s   © œ a % ~    H  כ `  ¦ · ú ˜ à º e ” % 3 “ ¦, AFM



”   ì  r$ 3 `  ¦ : Ÿ x K " f í ß –™ è ì  r· ú šs  7 £ x  ½ + É M : 200 mTorr  t

  H grain ß ¼l  7 £ x  t ë ß – s Ê ê\ " f  H š ¸y  9 y Œ ™™ è

“ ¦ Ô  ¦ ½ ©g Ë :ô  Ç — ¸€ ª œ`  ¦ % i  .   " f í ß –™ è ì  r· ú š\  @ / ô 

Ç Lis  ' ‘   ) a Y ₂ O ₃ :Eu ³⁺ + þ AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •_  PL y © œ• ¸  H 200 mTorr \ " f  © œ Z  } > 
 z Œ ¤ . Li_  & h “ É r € ª œ_  ' ‘ 

– Ð Ä »• ¸  ) a ~ à Ì} Œ •_  ³ ð€   + þ A © œõ   } 9 l _  ×  æ כ ¹ô  Ç    o

–

Ð Y 2 O ₃ :Eu ³⁺ + þ AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •_  PL Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 _  + þ AF  g y © œ• ¸

\

 ¦ 7 £ x r ~  ´ à º e ” % 3  . s  Qô  Ç ƒ  ½ ¨\ " f > hµ 1 ϝ ) a Li`  ¦ ' ‘ 

ô  Ç Y ₂ O ₃ :Eu ³⁺ + þ AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •_  $ í  © œ“ É r [ j@ / ¨ î ó ø Í+ þ A n

Û ¼e  ¦ Y Us  l Õ ü t \ " f ~ à Ì} Œ • + þ AF  g ^ ‰_  6 £ x6   x`  ¦ 0 AK   Å Ò

“

¦Á º& h s  .

Y c

p w Š à U Ø ”  ô

[1] J. M. Fitz-Gerald, T. A. Trottier, R. K. Singh and P.

H. Holloway, Appl. Phys Lett. 72, 1838 (1998).

[2] S. H. Cho, J. S. Yoo and J. D. Lee, J. Electrochem.

Soc. 143, L231 (1994).

[3] A. Wickersheim and R. A. Leferver, J. Electrochem.

Soc. 111, 47 (1964).

[4] G. A. Hirata, J. Mekillrick, M. Avalos-Borja, J. M.

Siqueiros and D. Devlin, Appl. Surf. Sci. 113/114, 509 (1997).

[5] J. Park, H. Moon, D. Kim, S. Byeon, B. Kim and K.

Suh, Appl. Phys. Lett. 77, 2162 (2000).

[6] K. G. Cho, D. Kumar, P. H. Holloway and R. K.

Singh, Appl. Phys. Lett. 73, 3058 (1998).

[7] S. Hufner, Optical Spectra of Transparent Rare Earth Compounds (Academic Press, New York, 1978.) [8] K. C. Misbra, J. K. Berkowitz, K. H. Johnson and P.

C. Schmidt, Phys. Rev. B. 45, 10902 (1992).

Dependence of the Luminescence Properties on the Deposition Conditions of Pulsed-laser-deposited

Li-doped Y ₂ O ₃ :Eu ³⁺ Thin-film Phosphors

Yong Dae Park, Jong Seong Bae, Jun Kyu Jang, Yong Ha Kim, Kyoo Sung Shim and Jung Hyun Jeong Deparment of Physics, Pukyong National University, Pusan 608-737

Soung Soo Yi

Department of Photonics, Silla University, Pusan 617-736 (Received 22 October 2002)

The effects of lithium-doped yttrium were investigated in an attempt to improve the luminescent properties of Y

2

O

3

:Eu

³⁺

phosphors. Li-doped Y

2

O

3

:Eu

³⁺

thin-film phosphors were deposited on Al

2

O

3

(0001) substrates at various temperatures for a fixed oxygen pressure and at various oxygen pressures for a fixed substrate temperature. The structure and morphology were characterized by using X-ray diffraction patterns and atomic force microscopy (AFM). The microstructures of these films were found to be highly dependent on the deposition temperature by definition deposition temperature is used during the deposition process. The AFM measurements from Y

2

O

3

:Eu

³⁺

films grown at different temperatures showed that the grain size increased as the substrate temperature increased from 500

^◦

C to 600

^◦

C. The photoluminescence (PL) brightness intensity depended on the substrate temperature and the oxygen pressure. The surface roughness of the Y

2

O

3

:Eu

³⁺

films had a strong effect on the PL response of the films. The results presented in this letter suggest that Li

⁺

-ion doping effectively enhances the luminescent properties of Y

2

O

3

:Eu

³⁺

thin-film phosphors.

PACS numbers: 78.55.-m, 78.66.-w

Keywords: Y

2

O

3

:Eu

³⁺

, Thin film phosphor, Pulsed laser deposition