Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tính chất phát quang và cảm quang của nanophosphor Y2−xSiO5:xDy3+ phát sáng trắng đơn pha: Nghiên cứu cấu trúc và quang học phụ thuộc vào nồng độ
Tóm tắt
Mặc dù có nhu cầu cao, số lượng phosphor phát sáng trắng với chất kích thích đơn lẻ là hạn chế. Nguyên nhân là do các phosphor được pha tạp đơn lẻ không phát ra ánh sáng trong vùng quang phổ cần thiết để đạt được ánh sáng trắng. Trong nghiên cứu này, chúng tôi báo cáo về việc tổng hợp nanophosphor Y2SiO5 phát sáng trắng, được kích thích bởi chất pha tạp đơn (Dy3+), thông qua phương pháp đốt cháy dung dịch tự bùng nổ một bước. Ảnh hưởng của nồng độ Dy3+ đến cấu trúc tinh thể, hình thái bề mặt và tính chất phát quang (PL) được điều tra. Phosphor Y2SiO5:Dy3+ có thể được kích thích hiệu quả bởi bức xạ gần UV (390 nm), tạo ra các băng phát xạ màu xanh (482 nm) và màu vàng (572 nm). Ánh sáng trắng được đạt được chỉ bằng cách thay đổi nồng độ Dy3+. Độ tinh khiết màu của phosphor được xác nhận bằng tọa độ CIE (x = 0.295, y = 0.372). Các nghiên cứu về phát quang nhiệt (TL) được thực hiện bằng cách sử dụng bức xạ γ làm nguồn kích thích, và đường cong phát quang nhiệt TL có cường độ cao nhất được tìm thấy cho Y2SiO5 pha tạp 5 mol% Dy3+. Cường độ của các đường cong phát quang nhiệt TL cho thấy sự phụ thuộc đáng kể vào thời gian tiếp xúc với bức xạ γ. Các tham số cường độ TL, chẳng hạn như năng lượng kích hoạt, bậc động học và hệ số tần số, đã được tính toán và phân tích.
Từ khóa
#phosphor phát sáng trắng #Dy3+ #Y2SiO5 #phát quang #phát quang nhiệt #bức xạ gần UVTài liệu tham khảo
E.N. Galashov, V.V. Atuchin, T.A. Gavrilova, I.V. Korolkov, Y.M. Mandrik, A.P. Yelisseyev, Z. Xia, Synthesis of Y3Al5O12:Ce3+ phosphor in the Y2O3–Al metal–CeO2 ternary system. J. Mater. Sci. 52, 13033–13039 (2017)
Z. Xia, A. Meijerink, Ce3+-doped garnet phosphors: composition modification, luminescence properties and applications. Chem. Soc. Rev. 46(1), 275–299 (2017)
J. Sokolnicki, Rare earths (Ce, Eu, Tb) doped Y2Si2O7 phosphors for white LED. J. Lumin. 134, 600–606 (2013)
X. Zhang, M. Gong, Single-phased white-light-emitting NaCaBO3:Ce3+, Tb3+, Mn2+ phosphors for LED applications. Dalton Trans. 43, 2465–2472 (2014)
S. Nakamura, G. Fasol, The blue laser diode (Springer, Berlin, 1997)
E.F. Schubert, J.K. Kim, Solid-state light sources getting smart. Science 308, 1274–1278 (2005)
W.M. Yen, S. Shionoya, H. Yamamoto (eds.), Phosphor handbook, 2nd edn. (CRC Press, Taylor & Francis Group, Boca Raton, 2007)
D.L. Monika, H. Nagabhushana, S.C. Sharma, B.M. Nagabhushana, R. Harikrishna, Synthesis of multicolor emitting Sr2−xSmxCeO4 nanophosphor with compositionally tuneable photo and thermoluminescence. Chem. Eng. J. 253, 155–164 (2014)
S.G. Prasanna Kumar, R. Hari Krishna, N. Kottam, P. Krishna Murthy, C. Manjunatha, R. Preetham, C. Shivakumara, T. Thomas, Understanding the photoluminescence behaviour in nano CaZrO3:Eu3+ pigments by Judd–Ofelt intensity parameters. Dyes Pigments 150, 306–314 (2018)
R. Reisfeld, C.K. Jorgensen, Lasers and excited states of rare earths (Springer-Verlag, New York, 1993)
S. Lee, S.Y. Seo, Optimization of yttrium aluminum garnet: Ce3+ phosphors for white light-emitting diodes by combinatorial chemistry method. J. Electrochem. Soc. 149, J85–J88 (2002)
S.Y. Kaya, E. Karacaoglu, B. Karasu, Effect of Al/Sr ratio on the luminescence properties of SrAl2O4:Eu2+, Dy3+ phosphors. Ceram. Int. 38, 3701–3706 (2012)
Q. Jianbei, J. Qing, Z. Dacheng, Y. Zhengwen, Recent progress on upconversion luminescence enhancement in rare-earth doped transparent glass-ceramics. J. Rare Earths 34(4), 341–367 (2016)
Guiqiang Chen, Fengli Wang, Yu. Jie, Haisheng Zhang, Xiao Zhang, Improved red emission by codoping Li+ in ZnWO4:Eu3+ phosphors. J. Mol. Struct. 1128(15), 1–4 (2017)
C.S. Lim, V.V. Atuchin, A.S. Aleksandrovsky, M.S. Molokeev, Preparation of NaSrLa(WO4)3:Ho3+/Yb3+ ternary tungstates and their upconversion photoluminescence properties. Mater. Lett. 181, 38–41 (2016)
V.V. Atuchin, A.S. Aleksandrovsky, O.D. Chimitova, C.P. Diao, T.A. Gavrilova, V.G. Kesler, M.S. Molokeev, A.S. Krylov, B.G. Bazarov, J.G. Bazarova, Z. Lin, Electronic structure of β-RbSm (MoO4)2 and chemical bonding in molybdates. Dalton Trans. 44, 1805–1815 (2015)
X. Wang, Q. Liu, Y. Bu, C.S. Liu, T. Liu, X. Yan, Optical temperature sensing of rare-earth ion doped phosphors. RSC Adv. 5, 86219–86236 (2015)
B. Liu, L. Kong, C. Shi, White-light long-lasting phosphor Sr2MgSi2O7:Dy3+. J. Lumin. 122, 121–124 (2007)
Q. Su, H. Liang, C. Li, H. He, Y. Lu, J. Li, Y. Tao, Luminescent materials and spectroscopic properties of Dy3+ ion. J. Lumin. 122, 927–930 (2007)
M.R.N. Soares, M.J. Soares, A.J.S. Fernandes, L. Rino, F.M. Costa, T. Monteiro, YSZ:Dy3+single crystal white emitter. J. Mater. Chem. 21, 15262–15280 (2011)
F. Wang, X. Liu, Multicolor tuning of lanthanide-doped nanoparticles by single wavelength excitation. Acc. Chem. Res. 47(4), 1378–1385 (2014)
C. Stoffers, R.Y. Lee, J. Penczek, B.K. Wagner, C.J. Summers, Saturation effects in Y2SiO5:Tb under low-voltage excitation. Appl. Phys. Lett. 76(8), 949 (2000)
M. Madesh Kumar, R. Hari Krishna, B.M. Nagabhushana, C. Shivakumara, Synthesis, characterization and photoluminescence properties of Bi3+ co-doped CaSiO3:Eu3+ nanophosphor. Spectrochim. Acta A 139, 124–129 (2015)
Z.G. Xia, Y.Y. Zhang, M.S. Molokeev, V.V. Atuchin, Structural and luminescence properties of yellow-emitting NaScSi2O6:Eu2+ phosphors: Eu2+ site preference analysis and generation of red emission by codoping Mn2+ for white-light-emitting diode applications. J. Phys. Chem. C 117, 20847–20854 (2013)
K.S. Sohn, B. Cho, H. Chang, H.D. Park, Y.G. Choi, K.H. Kim, Effect of heat treatment on photoluminescence behavior of Zn2SiO4:Mn phosphors. J. Eur. Ceram. Soc. 20, 1043–1051 (2000)
E.J. Bosze, G.A. Hirata, J. Mckittrick, An investigation of the chromaticity of blue emitting yttrium silicate. MRS Symp. Proc. 560, 15–20 (1999)
H.H. Busta, Field emission flat displays, in Vacuum microelectronics, ed. by W. Zhu (Wiley, New York, 2001), pp. 289–343
D.L. Wu, C.F. Wang, L.R. Yang, Study of the self-imaging and its properties in the crystal of Eu3+:Y2SiO5. Optik 172, 866–872 (2018)
A.A. Martínez, R. Arroyo-Murillo, K. Korthout, D. Poelman, Reduction of Eu3+ to Eu2+ in α-Y2Si2O7 and X1-Y2SiO5 and their luminescent properties. J. Alloys Compds. 765, 747–752 (2018)
N. Ishiwada, E. Fujii, T. Yokomori, Evaluation of Dy-doped phosphors (YAG:Dy, Al2O3:Dy, and Y2SiO5:Dy) as thermographic phosphors. J. Lumin. 196, 492–497 (2018)
K.C. Patil (ed.), Chemistry of nanocrystalline oxide materials (World Scientific, Singapore, 2008)
F. Kang, Y. Zhang, M. Peng, Controlling the energy transfer via multi luminescent centers to achieve white light/tunable emissions in a single-phased X2-type Y2SiO5:Eu3+, Bi3+ phosphor for ultraviolet converted LEDs. Inorg. Chem. 54, 1462–1473 (2015)
G.K. Williamson, W.H. Hall, X-ray line broadening from filed aluminum and wolfram. Acta Metall. 1(1), 22–31 (1953)
R. Jenkins, R.L. Snyder, Introduction to X-ray powder diffractometry (Wiley, New York, 1996), p. 90
G. Ramakrishna, H. Nagabhushana, D.V. Sunitha, S.C. Prashantha, S.C. Sharma, B.M. Nagabhushana, Effect of different fuels on structural, photo and thermo luminescence properties of solution combustion prepared Y2SiO5 nanopowders. Spectrochim. Acta Part A 127, 177–184 (2014)
H.C. Madhusudhana, S.N. Shobhadevi, B.M. Nagabhushana, B.V. Chaluvaraju, M.V. Murugendrappa, R. Hari Krishna, H. Nagabhushana, N.R. Radeeph, Effect of fuels on conductivity, dielectric and humidity sensing properties of ZrO2 nanocrystals prepared by low temperature solution combustion method. J Asian Ceram. Soc. 4, 309–318 (2016)
V.V. Atuchin, T.A. Gavrilova, J.C. Grivel, V.G. Kesler, Electronic structure of layered titanate Nd2Ti2O7. Surf. Sci. 602, 3095–3099 (2008)
J. Tauc, F. Abeles (eds.), Optical properties of solids (North Holland Publishers, Amsterdam, 1970)
F. Wooten, Optical properties of solids (Academic Press, New York, 1972)
S.A. Yan, Y.S. Chang, W.S. Hwang, Y.H. Chang, Enhancement of luminescence properties via the substitution of Ba2+ by Sr2+ and Ca2+ in the white phosphors Ba1−yMyLa2−xWO7:xDy3+ (M=Sr, Ca) (x = 0.01–0.4, y = 0–0.4). J. Lumin. 132, 1867–1872 (2012)
M. Zahedifar, Z. Chamanzadeh, S.M. Mashkani, Synthesis of LaVO4:Dy3+ luminescent nanostructure and optimization of its performance as down-converter in dye-sensitized solar cells. J. Lumin. 135, 66–73 (2013)
W.R. Liu, C.H. Huang, C.P. Wu, Y.C. Chiu, Y.T. Yeh, T.M. Chen, High efficiency and high color purity blue-emitting NaSrBO3:Ce3+ phosphor for near-UV light-emitting diodes. J. Mater. Chem. 21, 6869–6874 (2011)
K.N. Shinde, S.J. Dhoble, Dy3+ activated Na2Zn5(PO4)4 novel phosphor for white LED. J. Optoelectron. Adv. Mater. 13, 519–522 (2011)
L. Li, W. Zi, G. Li, S. Lan, G. Ji, S. Gan, H. Zou, X. Xu, Hydrothermal synthesis and luminescent properties of NaLa(MoO4)2:Dy3+ phosphor. J. Solid State Chem. 191, 175–180 (2012)
M. SundaraRao, V. Sudarsan, M.G. Brik, Y. Gandhi, K. Bhargavi, M. Piasecki, I.V. Kityk, N. Veeraiah, De-quenching influence of aluminum ions on Y/B ratio of Dy3+ ions in lead silicate glass matrix. J. Alloys Compd. 575, 375–381 (2013)
D.L. Dexter, A theory of sensitized luminescence in solids. J. Chem. Phys. 21, 836–850 (1953)
L.G. Van Uitert, Characterization of energy transfer interactions between rare earth ions. J. Electrochem. Soc. 114, 1048–1053 (1967)
Fred Schubert, Light emitting diodes (Chapter 17), 2nd edn. (Cambridge University Press, Cambridge, 2006)
S.P. Lochab, N. Salah, S.S. Habib, Z.H. Khan, D. Kanjilal, R. Ranjan, V.E. Aleynikov, A.A. Upasov, Nanocrystalline Ba0.97Ca0.03SO4 for ion beams dosimetry. J. Appl. Phys. 104, 033520–033523 (2008)
Y.S. Horowitz, M. Rosenkrantz, S. Mahajna, D. Yossian, The track interaction model for alpha particle induced thermoluminescence supralinearity: dependence of the supralinearity on the vector properties of the alpha particle radiation field. J. Phys. D Appl. Phys. 29, 205–217 (1996)
N. Salah, S.S. Habib, Z.H. Khan, S.P. Lochab, D. Kanjilal, R. Ranjan, V.E. Aleynikov, A.A. Rupasov, Nanorods of LiF:Mg, Cu, P as detectors for mixed field radiations. IEEE Trans. Nanotechnol. 7, 749–753 (2008)
K. Dhanalakshmi, A.J. Reddy, D.L. Monika, R. Harikrishna, L. Parashuram, Concentration dependent luminescence spectral investigation of Sm3+ doped Y2SiO5 nanophosphor. J. Non-Cryst. Sol. 471, 195–201 (2017)
R. Chen, S.W.S. McKeever, Theory of thermoluminescence and related phenomenon (World Scientific, Singapore, 1997)