희토류/PMMA 하이브리드 소재의 특성

본 연구는 새로운 란타넘족(Ln(III)) 쉬프 염기(SB) 착물([LnL(hfac)3], Ln = Tb, Eu, Sm, Gd)을 합성하고, 이를 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)와 결합한 하이브리드 소재의 열적, 분광학적, 발광 특성을 분석했습니다. X선 회절 분석을 통해 착물의 분자 구조를 확인했으며, 적외선(IR) 스펙트럼에서는 순수 PMMA 대비 LnL-PMMA 하이브리드 소재에서 C=O 신축 진동이 이동하여 LnL 물질이 PMMA 골격에 성공적으로 삽입되었음을 확인했습니다. 합성된 Ln(III) SB 착물은 가시광선 영역에서 발광 스펙트럼을 보였으며, 특히 TbL 착물은 0.505 ms의 긴 발광 수명과 함께 강렬한 녹색 발광을 나타냈습니다. Ln-SB 착물을 PMMA 고분자 필름에 도입함으로써 열 안정성이 140°C에서 250°C로 크게 향상되었습니다. 또한, 유도된 구조적 강성으로 인해 발광 강도와 수명도 증대되었습니다. EuL-PMMA의 발광 특성 분석을 통해 LnL 착물과 PMMA 매트릭스 간의 분자 상호작용을 면밀히 조사했습니다. 상세한 광발광 연구 결과, 비방사율 감소와 함께 Eu(III)의 양자 효율(QEu = 23%)이 개선되었음을 확인했습니다. 또한, Judd-Ofelt 매개변수 Ω2 및 Ω4의 높은 값은 L과 PMMA 간의 강한 수소 결합 상호작용을 시사합니다. 이러한 우수한 광학적 특성은 LnL-PMMA 고분자 소재가 광전자 장치 설계를 위한 유색 인광체로서 활용될 수 있는 잠재력을 보여줍니다.