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

Abstract

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.

Er3+ (trivalent erbium ion) doped barium tantalate phosphors were produced by solid state reaction method at 1425 C for 20 hrs. The synthesized samples were characterized by X–ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS) and visible–laser photoluminescence (PL) analyses. In XRD analysis, while Er3+ doped BaTa2O6 structure maintained single phase structure up to 10 mol%, small amount ErTaO4 phase appeared doping levels above 10 mol%. SEM analysis showed that size of Er3+ doped BaTa2O6 grains decreased with increasing doping concentration. In the visible PL analysis, the emission spectra of BaTa2O6 :Er3+ phosphor were between 500 and 690 nm wavelengths, and characteristic emission peaks of Er3+ ion were observed. Furthermore, depending on the increase in Er3+ doping concentration, no emission decreasing or concentration quenching has occurred. The Commission Internationale d’Eclairage (CIE) chromaticity coordinates of the BaTa2O6 :Er3+ phosphors were found to be in the yellowish green region of the chromaticity diagram. In the near infrared PL analysis, the emission spectra of BaTa2O6 :Er3+ phosphors were observed between 1450 and 1650 nm.