Структурные, фотолюминесцентные и термолюминесцентные свойства активированных ионами Dy³⁺ люминофоров Ca₃Al₂O₆

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⁺.

1. 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).

2. K. Mondal, J. Manam, J. Lumin., 195, 259–270 (2018).

3. 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).

4. M. J. Xin, Y. C. Tao, C. Q. Qing, J. Lumin., 130, 1320–1323 (2010).

5. V. R. Bandi, Y. T. Nien, I. G. Chen, J. Appl. Phys., 108, 023111–023114 (2010).

6. F. H. Attix, F. Tochilin, Radiation Dosimetry, Academic Press, New York (1969).

7. W. L. McLaughlin, A. W. Boyd, K. H. Chadwick, J. C. Miller, A. McDonald, Dosimetry for Radiation Processing, Taylor & Francis, London (1989).

8. R. Y. Yang, H. L. Lai, J. Lumin., 145, 49–54 (2014).

9. Q. Q. Zhu, L. X. Zhong, L. X. Yang, X. Xu, ECS J. Solid State Sci. Technol., 1, R119–R122 (2012).

10. 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).

11. M. Ziyauddin, S. Tigga, N. Brahme, D. P. Bisen, Lumin., 31, 76–80 (2016).

12. Q. He, R. Fu, X. Song, H. Zhu, X. Su, C. You, J. Alloys Compd., 810, 151960 (2019).

13. B. G. Zhai, M. M. Chen, Y. M. Huang, RSC Adv., 12, 31757–31768 (2022).

14. 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).

15. S. Wang, Y. Wu, Y. Fan, L. Wu, J. Yu, Mater. Res. Bull., 125, 110781 (2020).

16. H. Liang, Y. Tao, Q. Su, S. Wang, J. Solid State Chem., 167, 435–440 (2002).

17. 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).

18. G. R. Dillip, S. J. Dhoble, B. Deva Prasad Raju, Opt. Mater., 35, 2261–2266 (2013).

19. 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).

20. S. Sharma, N. Brahme, D. P. Bisen, P. Dewangan, Opt. Express, 26, 29495–29508 (2018).

21. D. Verma, P. R. Patel, L. M. Verma, Mater. Sci. Poland, 37, 55–64 (2019).

22. X. Zhang, F. Meng, W. Li, S. L. Kim, Y. M. Yu, H. J. Seo, J. Alloys Compd., 578, 72–76 (2013).

23. R. Reisfeld, C. K. Jørgensen, Lasers and Excited States of Rare Earths, Springer (1977).

24. J. Kaur, D. Chandrakar, V. Dubey, R. Shrivastava, Y. Parganiha, N. S. Suryanarayana, J. Display Technol., 12, 506–512 (2016).

25. 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).

26. P. Huang, C. E. Cui, S. Wang, Opt. Mater., 32, 184–189 (2009).

27. V. Kortov, Radiat. Meas., 42, 576–581 (2007).

28. A. M. Sadek, G. Kitis, J. Lumin., 183, 533–541 (2017).

29. G. Kitis, J. M. Gomez-Ros, J. W. N. Tuyn, J. Phys. D: Appl. Phys., 31, 2636 (1998).