zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-2037Research ArticleАННОТАЦИИ АНГЛОЯЗЫЧНЫХ СТАТЕЙABSTRACTS ENGLISH-LANGUAGE ARTICLESСтруктурные, фотолюминесцентные и термолюминесцентные свойства активированных ионами Dy3+ люминофоров Ca3Al2O6Structural, Photoluminescence, and Thermoluminescence Studies on Dy3+-Activated Ca3Al2O6 PhosphorRaoK. K.RaoK. K.

Мачилипатнам

Machilipatnam

RaoM. C.RaoM. C.

Мачилипатнам

Виджаявада

Machilipatnam

Vijayawada

raomc72@gmail.comDubeyV.DubeyV.

Шиллонг, Мегхалая

Shillong, Meghalaya

Университет КришныDepartment of Physics, Krishna UniversityУниверситет Кришны; Колледж Андхра ЛойолаDepartment of Physics, Krishna University; Department of Physics, Andhra Loyola CollegeСеверо-Восточный университет Хилла (NEHU)Department of Physics, North-Eastern Hill University202526112025926825825Copyright © Rao K.K., Rao M.C., Dubey V., 20252025Rao K.K., Rao M.C., Dubey V.Rao K.K., Rao M.C., 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/2037

Люминофоры Ca3Al2O6, активированные ионами Dy3+, синтезированы модифицированным методом твердотельной реакции с различными концентрациями легирующих ионов (0.5–3.0 мол.%) и охарактеризованы с помощью рентгеноструктурного анализа. Установлено, что образец является монофазным и кристаллизуется в кубической структуре. Результаты сканирующей электронной микроскопии показали нерегулярное распределение размеров зерен в диапазоне 1–10 мкм. Исследования  в ИК-области с преобразованием Фурье подтвердили образование люминофора Ca3Al2O6:Dy3+. Спектры возбуждения и испускания фотолюминесценции регистрировались для различных концентраций легирования. Показано, что люминофор Ca3Al2O6:Dy3+ излучает интенсивные полосы при 481 и 575 нм (возбуждение на 350 нм). Изучены соответствующие переходы легирующего иона и эффект концентрационного тушения. Координаты цветности CIE 1931 г. (x = 0.26 и y = 0.32) показали распределение спектральной области, рассчитанное из спектров фотолюминесценции. Кривая свечения термолюминесценции с широкими центрами пиков при температуре около 248°C аппроксимирована с помощью метода компьютерной деконволюции кривой свечения (CGCD). Обнаружено, что глубокий захват происходит в образцах, облученных УФ-излучением с высокой энергией активации. Анализ ловушек выявил образование центров люминесценции в люминофорах, легированных Dy3+.

Synthesis and characterization of Dy3+-activated Ca3Al2O6 phosphor are reported. The phosphor was synthesized by a modified solid-state reaction method with variable concentrations of doping ions (0.5–3.0 mol.%). The synthesized phosphors were characterized by X-ray diffraction (XRD) analysis, and it was revealed that the sample is monophased and crystallizes in a cubic structure. Scanning electron microscopy (SEM) results exhibited an irregular grain size distribution, ranging from 1 to 10 ìm. Fourier transform infrared (FTIR) studies confirmed the formation of Ca3Al2O6:Dy3+ phosphor. Photoluminescence (PL) excitation and emission spectra were monitored for variable doping concentrations. Ca3Al2O6:Dy3+ phosphor emits intense emission bands at 481 and 575 nm (excited at 350 nm) when doped with Dy3+ in the host. The corresponding transitions of the doping ion and concentration quenching effect were studied in detail. The 1931 CIE (x, y) chromaticity coordinates (x = 0.26 and y = 0.32) showed the distribution of the spectral region calculated from PL emission spectra. The thermoluminescence (TL) glow curve showed broad peak centres at around 248oC, and it was fitted using the computerized glow curve deconvolution (CGCD) technique. It was found that the deep trapping phenomenon occurs for UV-irradiated samples where the activation energy is high. Trap analysis elucidated the formation of luminescence centres in Dy3+-doped phosphors.

Ca3Al2O6активированный Dy3+твердотельная реакциярентгеновская ди фракциясканирующая электронная микроскопияинфракрасная Фурье-спектроскопияфотолюминесценциятермолюминесценцияDy3+-activated Ca3Al2O6Solid-state reactionX-ray diffractionscanning electron microscopyFourier transform infraredphotoluminescencethermoluminescenceReferencesN. Effendy, H. A. A. Sidek, H. M. Kamari, M. H. M. Zaid, J. Y. C. Liew, H. K. Lee, N. A. A. Rahman, S. A. A. Wahab, M. Z. A. Khiri, R. E. Mallawany, Optik, 184, 480–484 (2019).N. Effendy, H. A. A. Sidek, H. M. Kamari, M. H. M. Zaid, J. Y. C. Liew, H. K. Lee, N. A. A. Rahman, S. A. A. Wahab, M. Z. A. Khiri, R. E. Mallawany, Optik, 184, 480–484 (2019).K. Mondal, J. Manam, J. Lumin., 195, 259–270 (2018).K. Mondal, J. Manam, J. Lumin., 195, 259–270 (2018).L. Cheng, X. Li, L. Sun, H. Zhong, Y. Tian, J. Wan, W. Lu, Y. Zheng, T. Yu, L. H. Yu, B. Chen, Phys. B, 405, 4457–4461 (2010).L. Cheng, X. Li, L. Sun, H. Zhong, Y. Tian, J. Wan, W. Lu, Y. Zheng, T. Yu, L. H. Yu, B. Chen, Phys. B, 405, 4457–4461 (2010).M. J. Xin, Y. C. Tao, C. Q. Qing, J. Lumin., 130, 1320–1323 (2010).M. J. Xin, Y. C. Tao, C. Q. Qing, J. Lumin., 130, 1320–1323 (2010).V. R. Bandi, Y. T. Nien, I. G. Chen, J. Appl. Phys., 108, 023111–023114 (2010).V. R. Bandi, Y. T. Nien, I. G. Chen, J. Appl. Phys., 108, 023111–023114 (2010).F. H. Attix, F. Tochilin, Radiation Dosimetry, Academic Press, New York (1969).F. H. Attix, F. Tochilin, Radiation Dosimetry, Academic Press, New York (1969).W. L. McLaughlin, A. W. Boyd, K. H. Chadwick, J. C. Miller, A. McDonald, Dosimetry for Radiation Processing, Taylor & Francis, London (1989).W. L. McLaughlin, A. W. Boyd, K. H. Chadwick, J. C. Miller, A. McDonald, Dosimetry for Radiation Processing, Taylor & Francis, London (1989).R. Y. Yang, H. L. Lai, J. Lumin., 145, 49–54 (2014).R. Y. Yang, H. L. Lai, J. Lumin., 145, 49–54 (2014).Q. Q. Zhu, L. X. Zhong, L. X. Yang, X. Xu, ECS J. Solid State Sci. Technol., 1, R119–R122 (2012).Q. Q. Zhu, L. X. Zhong, L. X. Yang, X. Xu, ECS J. Solid State Sci. Technol., 1, R119–R122 (2012).J. S. An, J. H. Noh, I. S. Cho, H. S. Roh, J. Y. Kim, H. S. Han, K. S. Hong, J. Phys. Chem. C, 114, 10330–10335 (2010).J. S. An, J. H. Noh, I. S. Cho, H. S. Roh, J. Y. Kim, H. S. Han, K. S. Hong, J. Phys. Chem. C, 114, 10330–10335 (2010).M. Ziyauddin, S. Tigga, N. Brahme, D. P. Bisen, Lumin., 31, 76–80 (2016).M. Ziyauddin, S. Tigga, N. Brahme, D. P. Bisen, Lumin., 31, 76–80 (2016).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).B. G. Zhai, M. M. Chen, Y. M. Huang, RSC Adv., 12, 31757–31768 (2022).B. G. Zhai, M. M. Chen, Y. M. Huang, RSC Adv., 12, 31757–31768 (2022).S. Y. Liu, D. Gao, L. Wang, W. B. Song, Q. M. Yu, Y. B. Wen, X. L. Zang, Russ. Phys. J., 66, 655–665 (2023).S. Y. Liu, D. Gao, L. Wang, W. B. Song, Q. M. Yu, Y. B. Wen, X. L. Zang, Russ. Phys. J., 66, 655–665 (2023).S. Wang, Y. Wu, Y. Fan, L. Wu, J. Yu, Mater. Res. Bull., 125, 110781 (2020).S. Wang, Y. Wu, Y. Fan, L. Wu, J. Yu, Mater. Res. Bull., 125, 110781 (2020).H. Liang, Y. Tao, Q. Su, S. Wang, J. Solid State Chem., 167, 435–440 (2002).H. Liang, Y. Tao, Q. Su, S. Wang, J. Solid State Chem., 167, 435–440 (2002).Y. Huang, K. Jang, H. S. Lee, E. Cho, J. Jeong, S. S. Yi, J. H. Jeong, J. H. Park, Phys. Proc., 2, 207–210 (2009).Y. Huang, K. Jang, H. S. Lee, E. Cho, J. Jeong, S. S. Yi, J. H. Jeong, J. H. Park, Phys. Proc., 2, 207–210 (2009).G. R. Dillip, S. J. Dhoble, B. Deva Prasad Raju, Opt. Mater., 35, 2261–2266 (2013).G. R. Dillip, S. J. Dhoble, B. Deva Prasad Raju, Opt. Mater., 35, 2261–2266 (2013).K. A. Denault, J. Brgoch, M. W. Gaultois, A. Mikhailovsky, R. Petry, H. Winkler, S. P. Denbaars, R. Seshadri, Chem. Mater., 26, 2275–2282 (2014).K. A. Denault, J. Brgoch, M. W. Gaultois, A. Mikhailovsky, R. Petry, H. Winkler, S. P. Denbaars, R. Seshadri, Chem. Mater., 26, 2275–2282 (2014).S. Sharma, N. Brahme, D. P. Bisen, P. Dewangan, Opt. Express, 26, 29495–29508 (2018).S. Sharma, N. Brahme, D. P. Bisen, P. Dewangan, Opt. Express, 26, 29495–29508 (2018).D. Verma, P. R. Patel, L. M. Verma, Mater. Sci. Poland, 37, 55–64 (2019).D. Verma, P. R. Patel, L. M. Verma, Mater. Sci. Poland, 37, 55–64 (2019).X. Zhang, F. Meng, W. Li, S. L. Kim, Y. M. Yu, H. J. Seo, J. Alloys Compd., 578, 72–76 (2013).X. Zhang, F. Meng, W. Li, S. L. Kim, Y. M. Yu, H. J. Seo, J. Alloys Compd., 578, 72–76 (2013).R. Reisfeld, C. K. Jørgensen, Lasers and Excited States of Rare Earths, Springer (1977).R. Reisfeld, C. K. Jørgensen, Lasers and Excited States of Rare Earths, Springer (1977).J. Kaur, D. Chandrakar, V. Dubey, R. Shrivastava, Y. Parganiha, N. S. Suryanarayana, J. Display Technol., 12, 506–512 (2016).J. Kaur, D. Chandrakar, V. Dubey, R. Shrivastava, Y. Parganiha, N. S. Suryanarayana, J. Display Technol., 12, 506–512 (2016).E. Pavitra, G. Seeta Rama Raju, L. Krishna Bharat, J. Y. Park, C. H. Kwak, J. W. Chung, Y. K. Han, Y. S. Huh, J. Mater. Chem. C, 6, 12746–12757 (2018).E. Pavitra, G. Seeta Rama Raju, L. Krishna Bharat, J. Y. Park, C. H. Kwak, J. W. Chung, Y. K. Han, Y. S. Huh, J. Mater. Chem. C, 6, 12746–12757 (2018).P. Huang, C. E. Cui, S. Wang, Opt. Mater., 32, 184–189 (2009).P. Huang, C. E. Cui, S. Wang, Opt. Mater., 32, 184–189 (2009).V. Kortov, Radiat. Meas., 42, 576–581 (2007).V. Kortov, Radiat. Meas., 42, 576–581 (2007).A. M. Sadek, G. Kitis, J. Lumin., 183, 533–541 (2017).A. M. Sadek, G. Kitis, J. Lumin., 183, 533–541 (2017).G. Kitis, J. M. Gomez-Ros, J. W. N. Tuyn, J. Phys. D: Appl. Phys., 31, 2636 (1998).G. Kitis, J. M. Gomez-Ros, J. W. N. Tuyn, J. Phys. D: Appl. Phys., 31, 2636 (1998).

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