Üçdeğerlikli Erbiyum (Er+3) Katkılı BaTa2O6FosforununÜretimi, Yapısal Özellikleri ve Görünür–Yakın Kızılötesi Fotolüminesansı

Er+3 (üç değerlikli erbiyum iyonu) katkılı baryum tantalat fosforları katı hal reaksiyon metoduyla 1425 °C ’de 20 saat sinterlenerek üretilmiştir. Üretilen numuneler X–ışınları difraktometresi (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılımı spektroskopisi (EDS) ve görünür–lazer fotoluminesans (FL) analizleri ile karakterize edilmiştir. XRD analizinde, Er+3 katkılı BaTa2O6 yapısı %10 mol oranına kadar tek fazlı yapı özelliğini sürdürürken, %10 mol üzeri seviyelerde az oranda ErTaO4 fazı ortaya çıkmıştır. SEM analizlerinde Er+3 katkılı BaTa2O6 tanelerin boyutu katkı artışına bağlı olarak küçülme göstermiştir. Görünür FL analizlerinde, BaTa2O6:Er+3 fosforunun emisyon spektrumları ise 500 ile 690 nm dalgaboyları arasında olup, Er+3 iyonuna ait karakteristik emisyon pikleri gözlenmiştir. Ayrıca, Er+3 katkı artışına bağlı olarak emisyon azalması veya konsantrasyon sönümlemesi meydana gelmemiştir. BaTa2O6:Er+3 fosforlarının Uluslararası Aydınlatma Komisyonu (CIE) renklilik kordinatları diyagramında sarımsı-yeşil bölgede bulunmuştur. Yakın kızılötesi FL analizinde BaTa2O6:Er+3 fosforunun emisyon spektrumları 1450 ile 1650 nm arasında gözlemlenmiştir.

Anahtar Kelimeler:

“XRD”, “SEM–EDS”, “Nadir toprak iyonu”, “Fotolüminesans”, “Lazer”

PDF

___

Marciniak, L., Stefanski, M., Tomala, R., Hreniak, D. and Strek, W., 2015. Synthesis and spectroscopic properties of RbLa1−xEuxP4O12 nanocrystals, J Alloy Compd, 624, 210–215.
2. Yang, H.M., Shi, J.X. and Gong, M.L., 2005. A novel red emitting phosphor Ca2SnO4:Eu3+, J Solid State Chem, 178, 917–920.
3. Yang , Z., Wu, H., Li, J., Shao, B., Qiu, J. and Song, Z., 2015. Slow light enhanced near infrared luminescence in CeO2: Er3+, Yb3+ inverse opal photonic crystals, J Alloy Compd, 641, 127–131.
4. Tamrakar, R.K., Bisen, D.P., Brahme, N., Sahu, I.P. and Upadhyay, K., 2015. Structural and luminescence behavior of Gd2O3:Er3+ phosphor synthesized by solid state reaction method, Optik, 126, 2654–2658.
5. Qiu, Z., Zhou, Y., Lu, M., Zhang, A. and Ma, Q., 2008. Combustion synthesis of three-dimensional reticularstructured luminescence SrAl2O4:Eu,Dy nanocrystals, Solid State Sci, 10, 629–633.
6. Rasool, S.N., Moorthy, L.R. and Jayasankar, C.K., 2013. Optical and luminescence properties of Dy3+ ions in phosphate based glasses, Solid State Sci, 22, 82–90.
7. Nakamura, S. and Fasol, G., 1997. The Blue Laser Diode: GaN Based Light Emitters and Laser, Springer, Berlin, Germany,.
8. Levine, A.K., and Palilla, F.C., 1964. A new, highly efficient red-emitting cathode luminescent phosphor (YVO4:Eu) for color television, Appl Phys Lett, 5, 5118–120.
9. Solé, J.G., Bausá, L.E., and Jaque, D., 2005. An Introduction to the Optical Spectroscopy of Inorganic Solids, John Wiley & Sons Ltd, England.
10. Layden, G.K., 1968. Dielectric and structure studies of hexagonal BaTa2O6, Mater Res Bull, 3, 349.
11. Kovba, L.M., Lykova, L.N., Paromova, M.V. and Lopato, L.M., 1977. Barium oxide–tantalum oxide system, Russ J Inorg Chem, 22, 1544.
12. Ichinose, N. and Shimada, T., 2006. Effect of grain size and secondary phase on microwave dielectric properties of Ba(Mg1/3Ta2/3)O3 and Ba([Mg, Zn]1/3Ta2/3)O3 systems, J Eur Ceram Soc, 26, 1755– 1759.
13. Lee, Y.H., Kim, Y.S., Kim, D.H. and Oh, M.H., 2000. Conduction mechanisms in barium tantalates films and modification of interfacial barrier height, IEEE T Electron Dev, 47, 71–76.
14. Kato, H. and Kudo, A., 1998. New tantalate photocatalysts for water decomposition into H2 and O2, Chem Phys Lett, 295, 487–492.
15. İlhan, M., 2014. Synthesis, structure and photoluminescence properties of Ho3+ doped TTB– BaTa2O6 phosphors, Solid State Sci, 38, 160–168.
16. Layden, G.K., 1967. Polymorphism of BaTa2O6, Mater Res Bull, 2, 533–539.
17. Magneli, A., 1949. The crystal structure of tetragonal potassium tungsten bronze, A Ark Kemi, 1, 213–221.
18. Hyde, B.G. and Keefe, M.O., 1973. Relations between the DO9(ReO3) structure type and some `bronze' and `tunnel' structures, Acta Crystallogr A, 29, 243–248.
19. Roulland, F., Josse, M. and Castel, E., 2009. Influence of ceramic process and Eu content on the composite multiferroic properties of The Ba6–2x Ln2xFe1+xNb9–xO30 TTB system, Solid State Sci, 11, 1709–1716.
20. Tressaud, A., 2011. Structural architecture and physical properties of some inorganic fluoride series: a review, J Fluorine Chem, 132, 651–659.
21. İlhan, M., Ekmekçi, M.K., Mergen, A. and Yaman, C., 2016. Synthesis and optical characterization of red– emitting BaTa2O6:Eu3+ phosphors, J Fluoresc, 26, 1671–1678.
22. Siqueira, K.P.F., Carmo, A.P., Bell, M.J.V. and Dias, A., 2016. Optical properties of undoped NdTaO4, ErTaO4 and YbTaO4 ceramics, J Lumin, 179, 146–153
23. Simon, A. and Ravez, J., 2006. Solid–state chemistry and non–linear properties of tetragonal tungsten bronzes materials, C R Chim, 9, 1268–1276.
24. İlhan, M., Mergen, A. and Yaman, C., 2013. Removal of iron from BaTa2O6 ceramic powder produced by high energy milling, Ceram Int, 39, 5741–5750.
25. Zhu, G., Ci, Z., Ma, C., Shi, Y. and Wang, Y., 2013. A novel red emitting phosphor of Eu3+ doped TTB–type niobate NaSr2Nb5O15 for white LEDs materials, Mater Res Bull, 48, 1995–1998.
26. Sadiq, I., Khan, I., Aen, F., Islam, M.U. and Rana, M.U., 2012. Rana, M.U., (2012). Influence of rare earth Ce3+ on structural, electrical and magnetic properties of Sr2+ based W–type hexagonal ferrite, Physica B, 407, 1256–1261.
27. Mumme, W.G., Grey, I.E., Roth, R.S. and Vanderah, T.A., 2007. Contrasting Oxide Crystal Chemistry of Nb and Ta: The Structures of the Hexagonal Bronzes BaTa2O6 and Ba0.93Nb2.03O6, J Solid State Chem, 180, 2429–2436.
28. Dieke, G.H., 1968. Spectra and Energy Levels of Rare Earth Ions in Crystals, Interscience Publishers, New York.
29. Gonçalves, H.R., Messaddeq, Y., Chiasera, A., Jes, Y., Ferrari, M., and Ribeiro, S.J.L., 2008. Erbium– activated silica–zirconia planar waveguides prepared by sol–gel route, Thin Solid Films, 516, 3094–3097.
30. Mortier, M., 2002. Between glass and crystal: Glass– ceramics, a new way for optical materials, J Solid State Chem, 62, 207–211.