실험 변수 조절하여 제조한 coumarin 4 doping된 졸-겔 ORMOSILs의 광학적 성질

초록

유기 분자들은 형광 spectrum에서 파장 가변성을 가지고 있어서 넓은 영역의 스펙트럼을 얻을 수 있다. 특히 solid-state matrix에 doping된 organic dye는 화학적 안정성, 광안정성, 형광 효율등을 높일 수 있어서 새로운 solid-state tunable laser 재료로의 활용이 기대된다. 유기 염료 중에서도 특히 coumarin 4 (7-hydroxy-4-methylcoumarin)는 -OH group을 가지고 있어서 기능적인 silylated dye를 잘 형성시켜 줄뿐만 아니라 기저체 속에서 매우 잘 cage되어 광학적 효율을 증가시켜 여러 가지 변수 - pH. 용매의 종류와 양, dye 농도, - 에 따른 특성 변화를 나타내기 때문에 유기 염료로써 많이 이용되고 있다. 본 연구에서는 졸겔법으로 PDMS로 Modified된 SiO2 ORMOSIL matrix에 coumarin 4를 doping하기 위하여 host matrix로서 TEOS(tetraethylorthosilicate)와 PDMS(polydimethylsiloxane)를 사용하였고, 여기에 유기 염료로 coumarin 4 (7hydroxy-4methylcoumarin) 분자를 doping하였다. 유기 염료의 용매로써는 THF(Tetrahydrofuran)을 사용하였고, 촉매로써는 HCl과 NH4OH을 사용하였다. 그리고 host matrix에서 유기 분자의dimerization에 따른 유기 염료의 광학적 효율과 열적 안정성을 감소시키기는 문제를 해결하기 위하여 촉매의 종류와 양, dye 분자의 농도, 그리고 pH등의 변수를 조절하여 One-Step공정과 Two-Step공정으로 나누어 시편을 제조하였다. 이렇게 여러 실 험 변수를 변화시켜 제조한 coumarin 4 doped sol-gel xerogel의 미세구조는 SEM 분석, 광학적 성질은 PL과 UV-Visible, 유기염료 기저체의 물리적 분석은 BET, 그리고 화학적 분석은 FT-IR을 이용하여 규명하였다.