PLD U ê s0 n É® Žz º ” Ö «Y c lc Ü R Y 2 O 3 :Eu 3+ ] k ù° Ë Ñ= k U c lT c l8 ý V R ËX ê s ºü g Å; c  \ ¥ ] k ù° Ë Ñ— ¤V R Ë

PLD U ê s0 n É® Žz º ” Ö «Y c lc Ü R Y ² O 3 :Eu ³⁺ ] k ù° Ë Ñ= k U c lT c l8 ý V R ËX ê s ºü g Å; c    \ ¥ ] k ù° Ë Ñ— ¤V R Ë

ƒ

‘

š÷ 7 B6 0 · 9  ø ¶ B) ç  · † ç ¡+ Ö <¦  ·  ™ ») 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¸   9 Z 4 3{ 9  ~ à Î6 £ §)

Y

2

O

3

:Eu

³⁺

+ þ AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •`  ¦ PLD(pulsed laser deposition) ~ ½ ÓZ O `  ¦  6   x K  Si(100)õ  é ß –  & ñ Al

2

O

3

(0001) l ó ø Í 0 A\  í ß –™ è ì  r· ú š`  ¦ 200 mTorr – Ð “ ¦ l ó ø Í “ : r • ¸\  ¦ 600

^◦

C – Ð Ä »t  # Œ $ í  © œr (  



. Si(100) l ó ø ͘ Ð  é ß –  & ñ Al

2

O

3

(0001) l ó ø Ís  € ª œ| 9 _  & h Ò  o + þ AF  g ^ ‰ Y

2

O

3

:Eu

³⁺

~ à Ì} Œ •`  ¦ $ í  © œ l 

\

 Ä »} © œô  Ç l ó ø Íe ” `  ¦ · ú ˜ à º e ” % 3  . é ß –  & ñ Al

2

O

3

(0001) l ó ø Í 0 A\  l ó ø Í “ : r • ¸\  ¦    or &  7 £ x‚ à Ì÷ &# Q”  

~ Ã

Ì} Œ •_  ³ ð€    } 9 l   H AFM(atomic force microscope)  ”  `  ¦ s 6   x # Œ ì  r$ 3  % i   H X < 7 £ x‚ Ã Ì   H õ 

&

ñ \ " f  6   xô  Ç l ó ø Í “ : r • ¸\  ß ¼>  _ ” > r   H  כ `  ¦ · ú ˜ à º e ” % 3  . Y

2

O

3

:Eu

³⁺

+ þ AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •_  grain ß ¼l 



 H 7 £ x‚ Ã Ì   H l ó ø Í_  “ : r • ¸ Z  }  | 9  à º2 Ÿ ¤ 7 £ x  % i Ü ¼ 9   " f ~ à Ì} Œ •_  ³ ð€    } 9 l • ¸ “ : r • ¸\     ‚   + þ

A& h Ü ¼– Ð 7 £ x  % i  . + þ AF  g_  µ 1 ßl  y © œ• ¸  H l ó ø Í “ : r • ¸ Z  }  f ” \     7 £ x    H  ⠆ ¾ Ó`  ¦ ˜ Ð% i “ ¦ 612 nm \ " f þ j“ ¦ x ß ¼ ° ú כ`  ¦
 ? /% 3  . s  Qô  Ç + þ AF  g_  “ : r • ¸ _ ” > r$ í “ É r ~ à Ì} Œ •_  ³ ð€    } 9 l  + þ AF  g y © œ• ¸

\

 y © œô  Ç % ò † ¾ Ó`  ¦ Šҍ  H   õ s  .

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

Z

 }“ É r ´ òÖ  ¦`  ¦ ° ú   H ~ à Ì} Œ • + þ AF  g Ó ü t| 9  F « Ñ[ þ t“ É r ¨ î ó ø Í n  Û

¼e  ¦ Y Us  l Õ ü t – Ð  6   x ÷ &# Qt   H X < @ /³ ð& h  6 £ x6   xì  r  – Ѝ  H

„ 

>  ~ ½ ÓØ  ¦ n Û ¼e  ¦ Y Us (field emission display, FED)ü <   ü @‚  `  ¦ \  -t " é ¶ Ü ¼– Ð   H e  ¦  Ý ¼  n Û ¼e  ¦ Y Us (plasma display panel, PDP)\  ¦ [ þ t à º e ”  . l ” > r_  Ú Ô î  r› ' a TV

\

" f  6   x ÷ &  H  Òx   H CRT(cathode ray tube)_   â Ä

º  H 6 £ §F G‚  `  ¦ \  -t " é ¶ Ü ¼– Ð Ã ºz   kVs  © œ_  “ ¦„  · ú š\ 

"

f  Œ •1 l x ÷ &# Qt   H X < + þ AF  g Ó ü t| 9 – Ѝ  H 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) e ” 



 H X < s [ þ t“ É r S !  oÓ ü t >  + þ AF  g ^ ‰[ þ t s  . CRT˜ Ð   Òx 

 & h “ É r FED  H à º kVs  _  ± ú “ É r „  · ú š  A " f  Œ •1 l x

÷

&  H X < œ íl \  > hµ 1 Ï÷ &# Q”   S !  oÓ ü t >  + þ AF  g ^ ‰[ þ t s  FED 6

 

x + þ AF  g ^ ‰– Ð  © œ F  g# 3 0 A >  ƒ  ½ ¨÷ &% 3  . Õ ª Q
 ± ú “ É r

„ 

· ú š\ " f  Œ •1 l x ÷ &  H S !  oÓ ü t >  + þ AF  g ^ ‰[ þ t“ É r ´ ú §“ É r ë  H ] j& h 

`

 ¦ t “ ¦ e ”  . „  · ú šs  ± ú  t €  " f µ 1 ÏF  g ´ òÖ  ¦ s  b  # Qt 

“

¦ ”  / B N 5 Å q \ " f ì  r´ ú ˜_  ì  r K – Ð “  ô  Ç Ä »K Û ¼_  ~ ½ ÓØ  ¦

∗

E-mail address: [email protected]

–

Ð „  >  ~ ½ ÓØ  ¦_  p [ j  9 `  ¦ š ¸% i r v   H ë  H ] j& h s  e ”  .

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 ”

 . í ß – oÓ ü t >  + þ AF  g ^ ‰  H ± ú “ É r „  · ú š\ " f• ¸ Z  }“ É r 6 f• ¸_  µ

1 ÏF  g : £ ¤$ í `  ¦ t m “ ¦ Z  }“ É r “ : r • ¸ü < ”  / B N  © œI \ " f• ¸ î ß –

&

ñ $ í õ  „  l  „  • ¸$ í s  Ä ºÃ º “ ¦ ¢ ¸ô  Ç í ß –™ èü < ì ø Í6 £ x # Œ + þ

AF  g ´ òÖ  ¦`  ¦ y Œ ™™ èr v   H ë  H ] j& h `  ¦ F G4 Ÿ ¤½ + É Ã º e ”   [1].

Powder + 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 & h Ü ¼– Е ¸  8 a % ~“ É r î ß –

&

ñ $ í `  ¦ ˜ Ðs  9 y Œ ™™ è  ) a Ä »K  Û ¼~ ½ ÓØ  ¦(outgassing) Õ ªo 

“

¦ “ ¦^ ‰ ³ ð€  \  ¸ ú ˜ x 9 ‚ Ã Ì l  M :ë  H \  # Œ Q t   © œ& h [ þ t

`

 ¦ t “ ¦ e ”   [2]. Õ ª Q
 ~ à Ì} Œ • + þ AI – Ð + þ AF  g ^ ‰\  ¦  6   x

  H X <  © œ  H # Q 9î  r & h “ É r powder ì  r´ ú ˜ Ó ü t| 9 [ þ t \  q  K

 ± ú “ É r µ 1 ßl ü < ´ òÖ  ¦`  ¦ ° ú   H    H  כ s  . Õ ª כ “ É r ~ à Ì} Œ •

`

 ¦ ] j› ¸   H õ & ñ 1 l xî ß – ½ ¨› ¸& h  î ß –& ñ $ í õ  + þ AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •`  ¦ t

t    H l ó ø Ís  Ò q t$ í  ) a y n C`  ¦ & h >  f  ¨ à º “ ¦ ´ ú §s  ì ø Í 

½ +

É M : a % ~“ É r F  g† < Æ& h  : £ ¤$ í `  ¦
  · p   H  כ `  ¦ _ p ô  Ç .

Y 2 O 3 :Eu ³⁺ ~ à Ì} Œ •“ É r  H \  -t   ½ ™× ¼Ì “ s(5.8 eV)õ   H Ä »

„ 

 © œÃ º(14ð18)\  ¦ ° ú “ ¦ e ” # Q þ j  H \  „  > µ 1 ÏF  g(EL)  © œu 

-305-

[3] ü < “ ¦x 9 • ¸ DRAM ™ è  [4]_  „  l & h  ] X ƒ  8 £ x Ü ¼– Ð+ ‹

÷

 rë ß –  m   6 fž ÐÀ Ó(rare earth) s “ : r[ þ t, : £ ¤ y  Eu ³⁺ s  ' ‘ 

  ) a F  g† < Æ& h • ¸  › ' a(waveguide) Ü ¼– Ð 6 £ x6   x l  0 Aô  Ç Å Ò  ) a Ó

ü t| 9 (host material)– Ð" f Z  }“ É r  Œ ™F & h  0 p x$ í M :ë  H \  ´ ú §

“ É

r › ' a d ” `  ¦ = å J # Q M ® o   [5]. í ß – oÓ ü t > \ P _  + þ AF  g ^ ‰[ þ t ×  æ \ 

"

f  © œ Ä »} © œô  Ç & h Ò  o + þ AF  g ^ ‰ ×  æ_  
“   Y ₂ O ₃ :Eu ³⁺ ~ Ã Ì }

Œ •\  @ /ô  Ç ƒ  ½ ¨[ þ t s  ”  ' Ÿ ×  æ s  9, Eu ³⁺ \  _ ô  Ç ⁵ D 0 - ⁷ F 2

„ 

s  M :ë  H \  Y 2 O ₃ :Eu ³⁺ ~ à Ì} Œ •“ É r 612 nm   © œ_  & h Ò  oµ 1 Ï F 

g : £ ¤$ í `  ¦
  · p  [6]. ‘ : r ƒ  ½ ¨\ " f  H “ ¦ © œì ø Í6 £ xZ O Ü ¼– Ð ]

j Œ •ô  Ç targetÜ ¼– Ð PLD ~ ½ ÓZ O `  ¦  6   x # Œ Si(100) l ó ø Íõ  é

ß –  & ñ Al ₂ O ₃ (0001) l ó ø Í 0 A\  Y 2 O ₃ :Eu ³⁺ ~ à Ì} Œ •`  ¦ $ í  © œ

% i  . PLD ~ ½ ÓZ O “ É r ~ 1 >  l ^ ‰ Û ¼\  ¦ ' ‘ ½ + É Ã º e ” “ ¦ target Ó ü t| 9 õ   o† < Æ › ¸$ í q \  { 9 u    H ~ à Ì} Œ •`  ¦ % 3 `  ¦ à º e ”

  H  © œ& h  M :ë  H \  Å Òכ ¹ô  Ç ~ à Ì} Œ • 7 £ x‚ Ã Ì l Õ ü t ×  æ_  
– Ð   6

 

x ÷ &“ ¦ e ”  .   É r 7 £ x‚ Ã Ì l Õ ü t[ þ t õ  q “ §½ + É M : PLD ~ ½ ÓZ O 

“ É

r 4 Ÿ ¤¸ ú šô  Ç ½ ¨› ¸\  ¦ ° ú   H í ß – oÓ ü t \  @ /K  : £ ¤Z > y  Ä »o    [7]. Y 2 O 3 :Eu ³⁺ + þ AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •`  ¦ # Œ Q “ : r • ¸\ " f $ í  © œ % i  Ü

¼ 9 s  Qô  Ç $ í  © œ › ¸| \     ~ 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 ¨› ¸, Õ ªo “ ¦ + þ AF  g Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 `  ¦ 8 £ ¤& ñ % i  .

II. ÷ m Ç] M ö

Y 2 −x Eu x O 3 (x=0.08) ì  r´ ú ˜ r « э  H Y 2 O 3 ü < Eu 2 O 3 _ 



o† < Æ& h | ¾ Ó(stoichiometric amounts)Ü ¼– РÒ'  ï  r q ÷ &% 3  .

Y 2 O 3 ü < Eu 2 O 3 \  ¦ ™ D ¥½ + Ë # Œ 20r ç ß – 1 l xî ß – 1350 ^◦ C \ " f ™ è

 

 # Œ ~ à Ì} Œ •7 £ x‚ à Ì6   x [ j b ”  target`  ¦ ¢ - 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 Us $ \  ¦  6   xô  Ç PLD ~ ½ ÓZ 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   H  & h Ü ¼– Ð 4.0 J/cm ² s 

“

¦ ~ à Ì} Œ • 8 £ x‚ à Ì`  ¦ l  „  \  10ì  r 1 l xî ß –“ É r \ Vq  ablation`  ¦

# Œ target_  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 ~ à Ì} Œ •`  ¦ 10ì  r 1 l xî ß – 8 £ x

‚

à Ìr †    6 £ §
 Qt  r ç ß –“ É r 5 Hz – Ð 60ì  r 1 l xî ß – 7 £ x‚ Ã Ì % i 



. Si(100) l ó ø Í 0 A\ " f Y 2 O ₃ :Eu ³⁺ ~ à Ì} Œ •_  $ í  © œ“ É r PLD

~ ½

ÓZ O Ü ¼– Ð ˜ Г ¦  ) a ƒ  ½ ¨ [8,9]\  ¦ ž Ð@ /– Ð l ó ø Í “ : r • ¸ 600 ^◦ C ü

< í ß –™ è ì  r· ú š 200 mTorr\  ¦ Ä »t  # Œ s À Ò# Q& ’  . ô  Ǽ # ,

~ Ã

Ì} Œ •“ É r 200 mTorr_  í ß –™ è · ú š§ 4 `  ¦ Ä »t   9 500, 600 Õ ª o

“ ¦ 700 ^◦ C_  $ í  © œ “ : r • ¸\ " f Al ² O 3 (0001) l ó ø Í 0 A\  7

£

x‚ à Ì÷ &% 3  . ~ à Ì} Œ • ³ ð€  _  p [ j½ ¨› ¸  H AFM(atomic force microscope: Digital Instrument, MultimodeTM SPM) \ 

_ K  8 £ ¤& ñ ÷ &% 3 Ü ¼ 9 + þ AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •_  ½ ¨› ¸& h  : £ ¤f ç õ    & ñ

$ í

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

`

 ¦ % i  . Y ² O 3 :Eu ³⁺ + þ AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •_  µ 1 ÏF  g x 9  # Œl  Û ¼& 7 ˜ à

Ô! 3 “ É r LS50B luminescence spectrophotometer (Perkin Elmer)\  ¦  6   x # Œ 254 nm_  Å Ò  ) a q ç ß –[ O   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

Õ

ªa Ë > 1“ É r Y 2 O ₃ :Eu ³⁺ ~ à Ì} Œ •_  ] j Œ •\  € 9 כ ¹ô  Ç targetÜ ¼

–

Ð  6   x l  0 AK  20r ç ß – 1 l xî ß – 1350 ^◦ C \ " f ™ è   # Œ ë

ß –Ž  H + þ AF  g ^ ‰ [ j b ” `  ¦ 254 nm_   ü @‚     © œÜ ¼– Ð # Œl  r

&  z  ´“ : r \ " f 8 £ ¤& ñ ô  Ç µ 1 ÏF  g Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 `  ¦
  · p  כ s  .

Y 2 O 3 :Eu ³⁺ + þ AF  g ^ ‰  H  Ö ¸$ í  “   Eu ³⁺ _  ⁵ D 0 - ⁷ F 2 „  s  M : ë

 H \  612 nm   © œ_  & h Ò  oµ 1 ÏF  g : £ ¤$ í `  ¦
 ? /  H  כ Ü ¼– Ð

·

ú ˜ 94 R e ”   H X < Y ² O 3 :Eu ³⁺ + þ AF  g ^ ‰ [ j b ” “ É r Õ ª  ^ ‰– Ð 612 nm_  þ j@ / x ß ¼ ° ú כÜ ¼– Ð & h Ò  o µ 1 ÏF  g`  ¦ ¸ ú ˜
 ? /Šғ ¦ e ”

 .

Õ

ªa Ë >2  H l ó ø Í “ : r • ¸\  ¦ 600 ^◦ C – Ð “ ¦ í ß –™ è ì  r· ú š`  ¦ 200 mTorr – Ð # Œ   É r $ í  © œ › ¸| “ É r { 9 & ñ >  Ä »t 

# Œ Si(100)õ  é ß –  & ñ Al 2 O 3 (0001) l ó ø Í 0 A\  $ í  © œ ) a Y 2 O 3 :Eu ³⁺ + þ AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •_  XRD pattern`  ¦ q “ §ô  Ç  כ s

 . Õ ªa Ë >`  ¦ ˜ Ѐ   Si(100) l ó ø Í_   â Ä º  H (211), (222), (400), (411), (611), (622), (444) ü < ° ú  “ É r x ß ¼[ þ t s 
 

€  " f    & ñ  © œ`  ¦ + þ A$ í “ ¦ e ”  .   É r x ß ¼\  q K  (400) x ß ¼ü < (222) x ß ¼ ß ¼> 
 
“ ¦ e ”  . Õ ª Q
 é

ß –  & ñ Al ₂ O 3 (0001) l ó ø Í 0 A\  $ í  © œ ) a ~ à Ì} Œ •_   â Ä º  H Si(100) l ó ø Í\  $ í  © œ ) a  כ \  q K  (400) x ß ¼ ° ú כs  ‰ & ³$ 

Õ

ªa Ë > 1. Y ₂ O ₃ :Eu ³⁺ + þ AF  g ^ ‰ [ j b ” _  + þ AF  g Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 .

Õ

ªa Ë > 2. l ó ø Í “ : r • ¸ 600 ^◦ C ü < í ß –™ è ì  r· ú š 200 mTorr\  ¦ Ä

»t  # Œ Si(100)ü < Al ₂ O ₃ (0001) l ó ø Í 0 A\  7 £ x‚ à Ìô  Ç Y 2 O 3 :Eu ³⁺ + þ AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •_  XRD pattern q “ §.

>  ×  ¦ # Q[ þ t “ ¦ (222) x ß ¼ Å Ò x ß ¼– Ð
 è ß – .   & ñ $ í s

 Ä ºÃ ºô  Ç ~ à Ì} Œ •`  ¦ 7 £ x‚ à Ìr v l  0 AK  Si(100) l ó ø Í ˜ Ð  é ß –

 

& ñ Al ₂ O 3 (0001) l ó ø Ís   8 Ä »} © œ    H  כ `  ¦ · ú ˜ à º e ” 



.

Õ

ªa Ë > 3“ É r   É r $ í  © œ › ¸| “ É r { 9 & ñ >  Ä »t  €  " f l  ó

ø Í “ : r • ¸\  ¦ 600 ^◦ C – Ð “ ¦ í ß –™ è ì  r· ú š`  ¦ 200 mTorr – Ð

# Œ Si(100)õ  é ß –  & ñ Al ₂ O ₃ (0001) l ó ø Í 0 A\  $ í  © œ ) a Y 2 O 3 :Eu ³⁺ + þ AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •_  AFM  ”  `  ¦ q “ §ô  Ç  כ s 



. l ó ø Í_  7 á x À Ó\    " f ³ ð€   + þ A © œs   Ø Ô>  + þ A$ í ÷ &

%

3 6 £ §`  ¦ S X ‰ “  ½ + É Ã º e ”  . Si(100)_   â Ä º Ô  ¦ ½ ©g Ë :ô  Ç — ¸€ ª œ _

 grain[ þ t s  + þ A$ í ÷ &% 3 “ ¦ Al 2 O ₃ (0001)_   â Ä º  H  y Œ • + þ

A + þ AI _  grain[ þ t s  q “ §& h  ç  H{ 9  >  + þ A$ í ÷ &% 3 6 £ §`  ¦ · ú ˜ Ã

º e ”  . Õ ªo “ ¦ grain_  ß ¼l • ¸ Si(100)_   â Ä º\  q K  Al 2 O 3 (0001) 0 A\  7 £ x‚ à ̝ ) a ~ à Ì} Œ •\ " f ß ¼>  + þ A$ í ÷ &% 3  . s  ü

< ° ú  s  grain_  ß ¼l  9 þ t à º2 Ÿ ¤ ~ à Ì} Œ •_  ³ ð€    } 9 l • ¸ ß ¼

Õ

ªa Ë > 3. l ó ø Í “ : r • ¸ 600 ^◦ C ü < í ß –™ è ì  r· ú š 200 mTorr\  ¦ Ä

»t  # Œ Si(100)ü < Al 2 O 3 (0001) l ó ø Í 0 A\  7 £ x‚ à Ìô  Ç Y ₂ O ₃ :Eu ³⁺ + þ AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •_  AFM  ”   q “ §.

Õ

ªa Ë > 4. l ó ø Í “ : r • ¸ 600 ^◦ C ü < í ß –™ è ì  r· ú š 200 mTorr\  ¦ Ä

»t  # Œ Si(100)ü < Al 2 O 3 (0001) l ó ø Í 0 A\  7 £ x‚ à Ìô  Ç Y ₂ O ₃ :Eu ³⁺ + þ AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •_  + þ AF  g Û ¼& 7 ˜à Ô! 3  q “ §.

>

÷ &  H X < ³ ð€    } 9 l   H   ² D G ~ à Ì} Œ •_  + þ AF  g : £ ¤$ í \  % ò † ¾ Ó

`

 ¦ ï  r  .

Õ

ªa Ë > 4  H Si(100) õ  é ß –  & ñ Al ₂ O ₃ (0001) l ó ø Í 0 A\  $ í



© œ ) a Y ₂ O ₃ :Eu ³⁺ + þ AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •_  + þ AF  g Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 `  ¦ q “ § ô 

Ç  כ “  X < l ó ø Í “ : r • ¸\  ¦ 600 ^◦ C “ ¦ í ß –™ è ì  r· ú š`  ¦ 200 mTorr – Ð # Œ   É r $ í  © œ › ¸| “ É r { 9 & ñ >  Ä »t  €  " f 7

£

x‚ à Ìô  Ç   õ s  . ¿ º  â Ä º — ¸¿ º Õ ªa Ë > 1_  Y ₂ O ₃ :Eu ³⁺ + þ A F 

g ^ ‰ [ j b ” õ  ° ú  s  + þ AF  g Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 “ É r 612 nm   © œ\ " f þ

j@ / x ß ¼ ° ú כ`  ¦ ˜ Ð# Œ Šғ ¦ e ”  . Õ ª Q
 Si(100)_   â Ä º



 H Al 2 O 3 (0001) \  q K " f + þ AF  g y © œ• ¸  s `›   €  • > 
 

  H X < s p  Õ ªa Ë > 2ü < 3\ " f [ O " î  ) a  ü < ° ú  s  ~ à Ì} Œ •_    

&

ñ $ í õ  ³ ð€    } 9 l    É r   õ – Ð K $ 3  ) a  . ô  Ǽ # , y n C

`

 ¦ ~ ½ ÓØ  ¦   H Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 _    © œ“ É r Y 2 O 3 :Eu ³⁺ ~ à Ì} Œ •õ  [ j



b ”  — ¸¿ º q “ §& h  a % v“ É r # 3 0 A\  ì  r Ÿ íô  Ç . 612 nm_  µ 1 ÏF  g Û

¼& 7 ˜à Ô! 3 “ É r Eu ³⁺ _  ⁵ D ₀ - ⁷ F ₂ „  s _    õ    H  כ `  ¦ S X ‰

“

 ½ + É Ã º e ”  .

Õ

ªa Ë > 5  H Al 2 O 3 (0001) l ó ø Í 0 A\  7 £ x‚ à Ìô  Ç Y ₂ O 3 :Eu ³⁺

~ Ã

Ì} Œ •_  l ó ø Í “ : r • ¸    o\    É r AFM  ”  s  . l ó ø Í “ : r

•

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



Œ •“ ¦ " f– Ð % í &  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  ¸ ú ˜ + þ A$ í ÷ &% 3 6 £ §`  ¦ ^  ¦ à º e ”  . 700 ^◦ C \ " f $ í



© œ ) a Y 2 O 3 :Eu ³⁺ ~ à Ì} Œ •s  500 ^◦ ü < 600 ^◦ C \ " f $ í  © œ ) a ~ Ã Ì }

Œ •˜ Ð  grain ß ¼l  ß ¼   H  כ “ É r Z  }“ É r “ : r • ¸\ " f $ í  © œ ) a

~ Ã

Ì} Œ •{ 9 à º2 Ÿ ¤ grain[ þ tç ß –_   â >  x 9 • ¸  Œ •   H  כ `  ¦ _ p  ô 

Ç . >  , grain  â >   H „   \  ¦ Ÿ í S \ ‰ “ ¦ + þ AF  g Û ¼& 7 ˜ à

Ô! 3 _  µ 1 ßl \  ¦ y Œ ™™ èr v   H ~ à Ì} Œ • ? /\ " f Ò q t$ í  ) a y n C_  ™ è z 

´(dissipation)_  " é ¶ “  { 9  à º e ” l  M :ë  H \  & h “ É r grain  â > 

Õ

ªa Ë > 5. Al ₂ O ₃ (0001) l ó ø Í 0 A\  7 £ x‚ à Ìô  Ç Y ₂ O ₃ :Eu ³⁺

+ þ

AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •_  l ó ø Í “ : r • ¸\    É r AFM  ”  .

\

 ¦ ° ú   H ~ à Ì} Œ •“ É r Ä ºÃ ºô  Ç + þ AF  g : £ ¤$ í `  ¦
  · p . s   H Cho 1

p x [10]_  _ K  ˜ Г ¦  ) a   õ ü < ¸ ú ˜ { 9 u ô  Ç . Y 2 O ₃ :Eu ³⁺

+ þ

AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •_  + þ AF  g y © œ• ¸  H target_  + þ AI , í ß –™ è ì  r· ú š x 9  7

£

x‚ Ã Ì   H “ : r • ¸ü < ° ú  “ É r ~ à Ì} Œ •_  $ í  © œ › ¸| \  _ K  % ò † ¾ Ó`  ¦

~ à ΍  H  .

Õ

ªa Ë > 6“ É r Al 2 O 3 (0001) l ó ø Í 0 A\  í ß –™ è ì  r· ú š`  ¦ 200 mTorr – Ð Ä »t  # Œ 7 £ x‚ à Ìô  Ç Y 2 O 3 :Eu ³⁺ ~ à Ì} Œ •_  l ó ø Í “ : r

•

¸    o\    É r z  ´“ : r + þ AF  g Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 õ  ³ ð€    } 9 l \  ¦ 1 l x r

\ 
  · p  כ s  . l ó ø Í “ : r • ¸ 500 ^◦ C, 600 ^◦ C Õ ªo “ ¦

Õ

ªa Ë > 6. Al 2 O 3 (0001) l ó ø Í 0 A\  7 £ x‚ à Ìô  Ç Y ₂ O 3 :Eu ³⁺

+ þ

AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •_  l ó ø Í “ : r • ¸\    É r + þ AF  g y © œ• ¸ü < ³ ð€  



} 9 l .

700 ^◦ C – Ð 7 £ x ½ + É M : XRD pattern ì  r$ 3 `  ¦ : Ÿ x K  (222) x  ß

¼ ° ú כs   s `›   ß ¼> 
 z Œ ¤% 3   H X < 7 £ x‚ Ã Ì   H l ó ø Í “ : r • ¸

Z

 }  | 9  M : grain_  ß ¼l • ¸ ß ¼“ ¦   & ñ $ í s  a % ~  t  9 Õ ªa Ë >

6_  š ¸ É rA á ¤ \  ³ ðr   ) a ~ à Ì} Œ •_  “ : r • ¸\    É r ³ ð€    } 9 l • ¸



_  ‚  + þ A& h Ü ¼– Ð 7 £ x † < Ê`  ¦ ^  ¦ à º e ”  . Õ ªa Ë > 3\ " f ƒ  / å L

 )

a  כ õ  ° ú  s  grain_  ß ¼l  ß ¼“ ¦ ³ ð€    } 9 l  9 þ t à º2 Ÿ ¤

~ Ã

Ì} Œ •_  + þ AF  g y © œ• ¸• ¸ 7 £ x ô  Ç   H  כ `  ¦ S X ‰ “  ½ + É Ã º e ”  .

IV. + s Ç Â ] Ø

‘

: r ƒ  ½ ¨\ " f  H “ ¦ © œ ì ø Í6 £ xZ O Ü ¼– Ð ] j Œ •ô  Ç [ j b ”  tar- get Ü ¼– Ð Eus  ' ‘   ) a Y 2 O 3 :Eu ³⁺ + þ AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •`  ¦ PLD ~ ½ Ó Z O

`  ¦  6   x K  Si(100) l ó ø Íõ  é ß –  & ñ Al 2 O 3 (0001) l ó ø Í 0 A

\

 l ó ø Í “ : r • ¸\  ¦ 600 ^◦ C – Ð “ ¦ í ß –™ è ì  r· ú š`  ¦ 200 mTorr – Ð Ä

»t  # Œ $ í  © œ % i  . Õ ªo “ ¦ ¿ º l ó ø Í\  @ /ô  Ç XRD pat- tern, AFM  ”  , + þ AF  g Û ¼& 7 ˜à Ô! 3  q “ §\  ¦ : Ÿ x K " f(Õ ªa Ë >

2ð4) Si(100) l ó ø ͘ Ð  é ß –  & ñ Al ₂ O ₃ (0001) l ó ø Ís  € ª œ| 9  _

 & h Ò  o + þ AF  g ^ ‰ Y ² O 3 :Eu ³⁺ ~ à Ì} Œ •`  ¦ $ í  © œ l \  Ä »} © œô  Ç l

ó ø Íe ” `  ¦ · ú ˜ à º e ” % 3  .   " f é ß –  & ñ Al 2 O 3 (0001) l ó ø Í

\

 @ /K  ½ ¨^ ‰& h “   z  ´+ « >Ü ¼– Ð í ß –™ è ì  r· ú š“ É r 200 mTorr – Ð Ä » t

 # Œ l ó ø Í “ : r • ¸\  ¦ 500 ^◦ C, 600 ^◦ C Õ ªo “ ¦ 700 ^◦ C – Ð 7 £ x

r v €  " f Y 2 O ₃ :Eu ³⁺ + þ AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •`  ¦ $ í  © œ % i  . s  ü

< ° ú  s  # Œ Q 7 £ x‚ Ã Ì “ : r • ¸\ " f $ í  © œ ) a ~ à Ì} Œ •_  : £ ¤$ í “ É r p [ j

 

& ñ ½ ¨› ¸ü < + þ AF  g 8 £ ¤& ñ `  ¦ : Ÿ x K " f s À Ò# Q& ’   H X < 7 £ x‚ Ã Ì “ : r

•

¸ Z  }  | 9  M : ~ à Ì} Œ •_    & ñ $ í s  a % ~  t “ ¦  r] X  X <s ' 

\

 ¦ : Ÿ x K  (222) x ß ¼ Al ² O 3 (0001) l ó ø Í 0 A\ " f $ í  © œ ) a

~ Ã

Ì} Œ •\  @ /K  Å Ò x ß ¼e ” `  ¦ · ú ˜ à º e ”  . AFM 8 £ ¤& ñ `  ¦ : Ÿ x K  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  Ò q t$ í ÷ &# Qt   H  כ

`

 ¦ ^  ¦ à º e ” % 3 “ ¦ & h “ É r grain  â > \  ¦ ° ú   H ~ à Ì} Œ •s  Ä ºÃ ºô  Ç + þ

AF  g : £ ¤$ í `  ¦
  · p   H  כ `  ¦ S X ‰ “  ½ + É Ã º e ” % 3  . + þ AF  g_  µ

1 ßl  y © œ• ¸  H l ó ø Í “ : r • ¸ 7 £ x † < Ê\     [ j> 
 z Œ ™`  ¦

·

ú ˜ à º e ” % 3 “ ¦ ~ à Ì} Œ •_  ³ ð€    } 9 l • ¸ s M : ‚  + þ A& h Ü ¼– Ð 7 £ x

 % i  .  Ö  ¦  Q l ó ø Í “ : r • ¸ 7 £ x ½ + É M : ~ à Ì} Œ •_  7 £ x   ) a

³

ð€    } 9 l   H ~ à Ì} Œ •_  + þ AF  g y © œ• ¸\  y © œô  Ç % ò † ¾ Ó`  ¦ p • 2 ; 



 H  כ `  ¦ S X ‰ “   % i  . Y 2 O ₃ :Eu ³⁺ + þ AF  g ^ ‰ ~ à Ì} Œ •_   â Ä º 7 £ x

‚

Ã Ì   H “ : r • ¸ Z  }  | 9  M : + þ AF  g # 3 0 A  H a % v > 
 
t ë ß – 612 nm \ " f & h Ò  o ~ ½ ÓØ  ¦_  þ j@ / x ß ¼ ° ú כs  7 £ x    H  כ `  ¦

^

 ¦ à º e ” % 3  . s  Qô  Ç ƒ  ½ ¨\  ¦ ž Ð@ /– Ð ~ à Ì} Œ • + þ AF  g ^ ‰_  µ 1 ß l

ü < ´ òÖ  ¦`  ¦ > h‚   l  D h– Ðî  r + þ AF  g ^ ‰ > hµ 1 Ï`  ¦ 0 Aô  Ç î ß –& ñ

 )

a $ í  © œ › ¸| `  ¦ ¹ 1 Ô`  ¦ à º e ” % 3  .

Y c

p w Š à U Ø ”  ô

[1] I. K. Jeong, H. L. Park and S. I. Mho, Solid State Comm. 108, 823 (1998).

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

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

[3] R. Mach and G. O. Muller, Phys. Status Solidi.

A69, 11 (1982).

[4] R. N. Shaarma and A. C. Rastogi, J. Appl. Phys.

74, 6691 (1993).

[5] A. Polman, J. Appl. Phys. 82, 1 (1997).

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

Soc. 111, 47 (1964).

[7] Shaoqiang Zhang, and Rongfu Xial, J. Appl. Phys.

83, 3842 (1997).

[8] S. L. Jones, D. Kumar, Rajiv K. Singh and P. H.

Holloway, Appl. Phys. Lett. 71, 404 (1997).

[9] K. G. Cho, D. Kumar, D. G. Lee, S. L. Jones, P.

H. Holloway and R. K. Singh, Appl. Phys. Lett. 71, 3335 (1997).

[10] K. G. Cho, P. H. Holloway and Rajiv K. Singh, Appl. Phys. Lett. 73, 3058 (1998).

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, Sung Boo Kim 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 3 September 2002)

Europium-doped yttrium-oxide (Y

2

O

3

:Eu

³⁺

) thin-film phosphors were deposited on Si(100) and Al

2

O

3

(0001) substrates at various temperatures at a fixed oxygen pressure. The films grown un- der different deposition temperatures were characterized using microstructural and luminescence measurements. The results presented in this letter suggest that the Al

2

O

3

(0001) substrate is a promising substrate for fabricating high-quality Y

2

O

3

:Eu

³⁺

thin-films phosphors. The microstruc- tures of these films were found to be highly dependent on the deposition temperature. 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 was increased. Also, the photoluminescence (PL) bright- ness intensity increased linearly with the substrate temperature, and the surface roughnesses of the Y

2

O

3

:Eu

³⁺

films had a strong effect on the PL responses of the films.

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

Keywords: Y

2

O

3

:Eu

³⁺

, Thin-film phosphor, Pulsed-laser deposition