zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-1717Research ArticleАННОТАЦИИ АНГЛОЯЗЫЧНЫХ СТАТЕЙABSTRACTS ENGLISH-LANGUAGE ARTICLESСинтез и фотолюминесцентные свойства активированного ионами Eu3+ люминофора Ca3Al2O6Synthesis and photoluminescence studies of Eu3+ activated Ca3Al2O6 phosphorRaoK. K.RaoK. Koteswara

Мачилипатнам

Machilipatnam

RaoM. C.RaoM. C.

Мачилипатнам

Виджаявада

Machilipatnam

Vijayawada

raomc72@gmail.comDubeyV.DubeyVikas

Шиллонг, Мегхалая

Shillong, Meghalaya

Университет КришныРоссияDepartment of Physics, Krishna UniversityRussian FederationУниверситет Кришны; Колледж Андхра ЛойолаИндияDepartment of Physics, Krishna University; Department of Physics, Andhra Loyola CollegeIndiaСеверо-Восточный университет Хилла (NEHU)ИндияDepartment of Physics, North-Eastern Hill University (NEHU)India202418112024916911911Copyright © Rao K., Rao M., Dubey V., 20242024Rao K., Rao M., Dubey V.Rao K., Rao M., Dubey V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/1717

Исследованы фотолюминесцентные свойства синтезированного люминофора алюмината кальция (Ca3Al2O6), активированного ионами Eu3+. Образцы приготовлены с помощью наиболее подходящего для крупномасштабного производства метода твердотельной реакции с различными концентрациями ионов Eu3+ и охарактеризованы с помощью рентгеновской дифракции (XRD), сканирующей электронной микроскопии (SEM), инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR), фотолюминесценции (ФЛ) и координат цветности CIE. С помощью XRD показано, что образец является монофазным и кристаллизуется в кубической структуре. Размер кристаллитов ≈82 нм. SEM-изображения при низком разрешении показали образование микростержней, при высоком разрешении — кубическую морфологию. Образование люминофора Ca3Al2O6:Eu3+ подтверждено исследованиями FTIR. Спектры возбуждения ФЛ имеют максимумы при 271 и 396 нм, а излучение ФЛ наблюдалось в диапазоне 500–750 нм для люминофора Ca3Al2O6, легированного ионами Eu3+, с максимумами при 595, 616, 621 и 651 нм с высокой интенсивностью. Люминофор может выступать в качестве единственного источника для красно-оранжевого светового излучения в устройствах отображения. 

The present paper reports the synthesis and photoluminescence (PL) properties of Eu3+-activated calcium aluminate (Ca3Al2O6) phosphors. The samples were prepared by a conventional solid-state reaction method with different concentrations of Eu3+ ions, which was most suitable for large-scale production. The prepared phosphor sample was characterized using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), Fourier transforms infrared spectroscopy (FTIR), PL, and CIE chromaticity coordinate techniques. The XRD pattern indicated that the sample was mono-phased and crystallizes in a cubic structure. The crystallite size was found to be nearly 82 nm and the SEM images showed the formation of micro-rods at low resolution and at high resolution exhibited a cube-like morphology. The FTIR studies confirmed the formation of Ca3Al2O6:Eu3+ phosphor. The PL excitation spectra found at 271 and 396 nm and the PL emission was observed in the range 500–750 nm for the Ca3Al2O6 phosphor doped with Eu3+ ions and sharp peaks were found at 595, 616, 621, and 651 nm with high intensity. The present phosphor can act as a single host for red-orange light emission in display devices.

люминофор Ca3Al2O6:Eu3+рентгеновская дифракциясканирующая электронная микроскопияИК-Фурье-спектроскопияфотолюминесценцияCIEоранжевое излучениеCa3Al2O6:Eu3+ phosphorsX-ray diffractionscanning electron microscopyFourier transforms infrared spectroscopyphotoluminescenceCIEorange emissionReferencesG. B. Nair, H. C. Swart, S. J. Dhoble, Prog. Mater. Sci., 109, 10062–10063 (2020).G. B. Nair, H. C. Swart, S. J. Dhoble, Prog. Mater. Sci., 109, 10062–10063 (2020).B. A. Aswathy, P. Prabhakar Rao, V. G. Suchithra, Mater. Lett., 229, 182–184 (2018).B. A. Aswathy, P. Prabhakar Rao, V. G. Suchithra, Mater. Lett., 229, 182–184 (2018).Y. Guo, B. K. Moon, B. C. Choi, J. H. Jeong, J. H. Kim, Mater. Res. Bull., 88, 166–173 (2017).Y. Guo, B. K. Moon, B. C. Choi, J. H. Jeong, J. H. Kim, Mater. Res. Bull., 88, 166–173 (2017).Y. Zhang, W. Gong, G. Ning, New J. Chem., 40, 10136–10143 (2016).Y. Zhang, W. Gong, G. Ning, New J. Chem., 40, 10136–10143 (2016).Y. Fang, F. Liu, J. Hou, Y. Zhang, X. Zheng, N. Zhang, G. Zhao, M. Liao, G. Dai, M. Long, Y. Liu, J. Lumin., 177, 280–285 (2016).Y. Fang, F. Liu, J. Hou, Y. Zhang, X. Zheng, N. Zhang, G. Zhao, M. Liao, G. Dai, M. Long, Y. Liu, J. Lumin., 177, 280–285 (2016).K. Binnemans, Coord. Chem. Rev., 295, 1–45 (2015).K. Binnemans, Coord. Chem. Rev., 295, 1–45 (2015).A. George, S. Gopi, E. Sreeja, T. Krishnapriya, A. C. Saritha, C. Joseph, N. V. Unnikrishnan, P. R. Biju, J. Mater. Sci. Mater. Electron., 31, 423–434 (2020).A. George, S. Gopi, E. Sreeja, T. Krishnapriya, A. C. Saritha, C. Joseph, N. V. Unnikrishnan, P. R. Biju, J. Mater. Sci. Mater. Electron., 31, 423–434 (2020).Z. Sun, M. Wang, Z. Yang, Z. Jiang, K. Liu, Z. Ye, J. Alloys Compd., 658, 453–458 (2016).Z. Sun, M. Wang, Z. Yang, Z. Jiang, K. Liu, Z. Ye, J. Alloys Compd., 658, 453–458 (2016).R. Cao, T. Fu, D. Peng, C. Cao, W. Ruan, X. Yu, Spectrochim. Acta A: Mol. Biomol. Spectrosc., 169, 192–196 (2016).R. Cao, T. Fu, D. Peng, C. Cao, W. Ruan, X. Yu, Spectrochim. Acta A: Mol. Biomol. Spectrosc., 169, 192–196 (2016).A. K. Verma, A. Verma, G. V. Bramhe, J. Alloys Compd., 774, 1168–1180 (2019).A. K. Verma, A. Verma, G. V. Bramhe, J. Alloys Compd., 774, 1168–1180 (2019).J. J. Kingsley, K. Suresh, K. C. Patil, J. Mater. Sci., 25, 1305–1312 (1990).J. J. Kingsley, K. Suresh, K. C. Patil, J. Mater. Sci., 25, 1305–1312 (1990).L. Chen, C. C. Lin, C. W. Yeh, R. S. Liu, Materials, 3, 2172–2195 (2010).L. Chen, C. C. Lin, C. W. Yeh, R. S. Liu, Materials, 3, 2172–2195 (2010).V. B. Pawadea, H. C. Swartz, S. J. Dhoble, Renew. Sustain. Energy Rev., 52, 596–612 (2015).V. B. Pawadea, H. C. Swartz, S. J. Dhoble, Renew. Sustain. Energy Rev., 52, 596–612 (2015).M. Peng, G. Hong, J. Lumin., 127, 735–740 (2007).M. Peng, G. Hong, J. Lumin., 127, 735–740 (2007).T. Justel, H. Nikol, C. Ronda, Angew. Chem. Int. Ed., 37, 3084–3103 (1998).T. Justel, H. Nikol, C. Ronda, Angew. Chem. Int. Ed., 37, 3084–3103 (1998).K. Ravindranadh, M. C. Rao, R. V. S. S. N. Ravikumar, J. Mater. Sci.: Mater. Electron., 26, 6667–6675 (2015).K. Ravindranadh, M. C. Rao, R. V. S. S. N. Ravikumar, J. Mater. Sci.: Mater. Electron., 26, 6667–6675 (2015).R. Koutavarapu, M. R. Tamtam, M. C. Rao, J. Shim, J. Environ. Sci., 102, 326–340 (2021).R. Koutavarapu, M. R. Tamtam, M. C. Rao, J. Shim, J. Environ. Sci., 102, 326–340 (2021).R. Koutavarapu, M. R. Tamtam, S. G. Lee, M. C. Rao, D. Y. Lee, J. Shim, J. Environ. Chem. Eng., 9, No. 5, 105893 (2021).R. Koutavarapu, M. R. Tamtam, S. G. Lee, M. C. Rao, D. Y. Lee, J. Shim, J. Environ. Chem. Eng., 9, No. 5, 105893 (2021).H. F. W. Taylor, Cement Chemistry, Academic Press, London (1990).H. F. W. Taylor, Cement Chemistry, Academic Press, London (1990).F. B. Dejene, D. B. Bem, H. C. Swart, J. Rare Earths, 28, 272–276 (2010).F. B. Dejene, D. B. Bem, H. C. Swart, J. Rare Earths, 28, 272–276 (2010).D. Jia, X. J. Wang, W. M. Yen, Chem. Phys. Lett., 363, 241–244 (2002).D. Jia, X. J. Wang, W. M. Yen, Chem. Phys. Lett., 363, 241–244 (2002).B. Zhang, X. Xu, Q. Li, Y. Wu, J. Qiu, X. Yu, J. Solid State Chem., 217, 136–141 (2014).B. Zhang, X. Xu, Q. Li, Y. Wu, J. Qiu, X. Yu, J. Solid State Chem., 217, 136–141 (2014).Z. Liu, L. Zhao, W. Chen, S. Xin, X. Fan, W. Bian, X. Yu, J. Qiu, X. Xu, J. Am. Ceram. Soc., 101, 3480–3488 (2018).Z. Liu, L. Zhao, W. Chen, S. Xin, X. Fan, W. Bian, X. Yu, J. Qiu, X. Xu, J. Am. Ceram. Soc., 101, 3480–3488 (2018).R. K. Gartia, M. N. Singh, L. P. Chanu, T. B. Singh, J. Lumin., 219, 116867 (2020).R. K. Gartia, M. N. Singh, L. P. Chanu, T. B. Singh, J. Lumin., 219, 116867 (2020).Q. He, R. Fu, X. Song, H. Zhu, X. Su, C. You, J. Alloys Compd., 810, 151960 (2019).Q. He, R. Fu, X. Song, H. Zhu, X. Su, C. You, J. Alloys Compd., 810, 151960 (2019).G. E. Malashkevich, A. G. Makhanek, A. V. Semchenko, V. E. Gaishun, I. M. Mel’nichenko, E. N. Poddenezhnyi, Phys. Solid State, 41, 202–207 (1999).G. E. Malashkevich, A. G. Makhanek, A. V. Semchenko, V. E. Gaishun, I. M. Mel’nichenko, E. N. Poddenezhnyi, Phys. Solid State, 41, 202–207 (1999).G. E. Malashkevich, V. N. Sigaev, G. I. Semkova, B. Champagnon, Phys. Solid State, 46, 552–556 (2004).G. E. Malashkevich, V. N. Sigaev, G. I. Semkova, B. Champagnon, Phys. Solid State, 46, 552–556 (2004).K. Madhukumar, K. Rajendra Babu, K. C. Ajith Prasad, J. James, T. S. Elias, V. Padmanabhan, C. M. K. Nair, Bull. Mater. Sci., 29, 119–122 (2006).K. Madhukumar, K. Rajendra Babu, K. C. Ajith Prasad, J. James, T. S. Elias, V. Padmanabhan, C. M. K. Nair, Bull. Mater. Sci., 29, 119–122 (2006).C. Chang, J. Xu, L. Jiang, D. Mao, W. Ying, Mater. Chem. Phys., 98, 509–513 (2006).C. Chang, J. Xu, L. Jiang, D. Mao, W. Ying, Mater. Chem. Phys., 98, 509–513 (2006).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.