Abstrakt

Photolumineszenzuntersuchungen von mit Europium(III) dotierten Di-Barium-Magnesium-Silikat-Leuchtstoffen

Ishwar Prasad Sahu, Ravi Shrivastava

Mit verschiedenen Konzentrationen (0,2, 0,5, 1,0, 2,0 und 2,5 Mol-%) Europium (Eu3+) dotiertes Dibariummagnesiumsilikat (Ba2MgSi2O7) wurde unter Verwendung der Festkörperreaktionstechnik hergestellt. Zur Bestätigung der ordnungsgemäßen Herstellung und der verfügbaren Phasen wurde ein Röntgenbeugungsmuster der Probe mit optimaler PL-Konzentration aufgezeichnet. Die aufgezeichnete Probe stimmte signifikant mit der kristallografischen offenen Datenbankkarte Nr. 96-900-6941 überein, die speziell für Ca2MgSi2O7 mit einer Gütezahl (FoM) von 0,8051 angegeben wurde. Diese FoM bestätigte die ordnungsgemäße Herstellung der Probe. Zur Schätzung der verschiedenen kristallografischen Informationen der hergestellten Probe wurde ein Rietveld-Gitterparameter-Verfeinerungsprozess unter Verwendung von Celref V.2 durchgeführt. Die hergestellten Proben wurden Photolumineszenz-(PL)-Studien unterzogen. Das bei 620 nm überwachte Anregungsspektrum zeigte zwei verschiedene Peaks mit Mittelpunkten bei 294 nm bzw. 365 nm. Die Emissionsspektren wurden deshalb bei einer Anregungswellenlänge von 294 nm aufgezeichnet. Die Emissionsspektren, die die markanten Peaks mit Mittelpunkten bei 592 und 612 nm zeigten, werden 5D0 →7F2 von Europium(III)-Ionen zugeschrieben, die an verschiedenen Gitterplätzen mit verschiedenen Energien untergebracht sind, während der Peak mit Mittelpunkt bei 633 nm auf den 5D0 →7F3-Übergang von Europium(III) zurückzuführen ist. Eine Probe mit einer Dotierstoffkonzentration von 2 Mol-% zeigte die maximale PL-Intensität. Die Gesamtemission lag im roten Farbbereich, was anhand eines CIE-Farbdiagramms mit den Koordinaten (0,611, 0,387) bestätigt wurde. Die kritische Distanz für den Energietransfer in der Konzentration, ab der es in den PL-Spektren zu einer Konzentrationslöschung kommt, wurde berechnet. In diesem Fall wurde ein kritischer Abstand von 19,34 Å ermittelt. Demzufolge muss es sich bei dem Mechanismus, der an der Konzentrationslöschung von mit 2,0 Mol-% Europium (III) dotiertem Ba2MgSi2O7 beteiligt ist, lediglich um einen Multipol-Multipol-Austausch handeln, wohingegen die Austauschwechselwirkung wirkungslos ist.