Journal of Alloys and Compounds 618 (2015) 649–655Contents lists avail dịch - Journal of Alloys and Compounds 618 (2015) 649–655Contents lists avail Việt làm thế nào để nói

Journal of Alloys and Compounds 618

Journal of Alloys and Compounds 618 (2015) 649–655


Contents lists available at ScienceDirect


Journal of Alloys and Compounds


journal homepage: www.elsevier.com/locate/jalcom




Chemical bond parameters, charge transfer band, tunable white light of Tm3+and Sm3+ coactivated Ca9Gd(VO4)7

Xiaoguang Liua,b,c, Ling Lia,b, Hyeon Mi Nohb, Jung Hyun Jeongb,⇑, Kiwan Jangc,⇑, Dong Soo Shinc

a Hubei Collaborative Innovation Center for Advanced Organochemical Materials, Ministry-of-Education Key Laboratory for the Synthesis and Applications of Organic Functional Molecules, Hubei University, Wuhan 430062, China
b Department of Physics, Pukyong National University, Busan 608-737, Republic of Korea

c Department of Physics, Changwon National University, Changwon 641-773, Republic of Korea


a r t i c l e i n f o a b s t r a c t



Article history: Received 9 July 2014
Received in revised form 28 July 2014 Accepted 3 August 2014
Available online 22 August 2014


Keywords: Photoluminescence Charge transfer band Optical material Crystal structure
Chemical parameter

The dependence of photoluminescence properties of Sm3+ or/and Tm3+ codoped Ca9Gd(VO4)7 (CGVO) samples on the crystal structure was discussed quantitatively and qualitatively. Tm3+ and Sm3+ co-doped

CGVO phosphors show blue and orange dual emission bands under the UV excitation. The photolumines-cence intensity ratio of blue and orange emission could be tuned by adjusting the concentration of Tm3+ and Sm3+ ions and as a result the emission color varies from blue to white to orange. Based on the dielec-tric theory of complex crystal, the important parameters of the chemical bonds such as the covalency and the polarizability of the chemical bond volume of O–V or O–Ca were calculated quantitatively. It was quantitatively demonstrated that the broad excitation spectrum was not the O–Sm charge transfer (CT), but is the O–V CT. Also quantitative calculation indicated that the broad excitation band with the peak at around 325 nm was assigned to O–V3 CT energy, which can efficiently be transferred to the activator probably due to the strong covalency of V3–O8 bond (0.3784) and V3–O10 bond (0.3854) in the V–O–Sm/Tm bond.
Ó 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.






1. Introduction

Most of the rare earth ions, such as Eu3+, Sm3+, Dy3+ and so on, doped inorganic materials have the characteristic that can effi-ciently transfer their charge transfer (CT) energy to the activators [1–16]. Their CT energy comes from the ligands (such as O, S, F or Cl) to the centre ions (such as Eu3+, Sm3+, Mo6+ or W6+), which plays an important role in the photoluminescence properties and are strongly influenced by the chemical bond parameters [9,17].
The vanadate group, namely, [VO4]3- where the central metal ion V5+ is coordinated by four oxygen ligands in a tetragonal symme-

try, has broad and intense CT absorption bands (named as O–V CT) in the UV region and some of them can produce broad CT emission spectra from 400 to more than 700 nm related to the local structure [18–23]. Rare earth ion-doped vanadates as lumines-cence materials have been drew much more attention due to the rich color, high luminescence efficiencies, and excellent chemical stabilities [11,22,24–29]. The CT energy generally can be efficiently


⇑ Corresponding authors. Tel.: +82 51 629 6285; fax: +82 51 629 5549 (J.H. Jeong). Tel.: +82 055 213 3427; fax: +82 55 213 0263 (K. Jang).

E-mail addresses: jhjeong@pknu.ac.kr (J.H. Jeong), kwjang@changwon.ac.kr

(K. Jang).

transferred to the rare earth ions, such as YVO4:Eu [29], Ca9Y(VO4)7:Eu [6], and Ba3(VO4)2:Eu [23] and so on.
Ca9Gd(VO4)7 (we use CGVO to stand for Ca9Gd(VO4)7) crystal-lizes with the space group of R3c (No. 161) and Z = 6. Ca2+ ions occupy four independent sites: Ca1–Ca4 [30]. The rare earth Gd3+

ions and other codoped rare earth ions are randomly distributed on two individual crystallographic sites together with the Ca12+ and Ca22+ ions. V atoms occupy three different sites V1, V2 and V3, all of which consist of [VO4] tetrahedral. They show broad exci-tation band, which usually was assigned to the O–V CT band [13,16]. However, the position of the band was reported to be different, for example, the CGVO:Eu3+, Dy3+ exhibited a broad band around 287 nm13 (but the samples were not pure), and the excita-tion band of CGVO:Tm3+, Eu3+ showed 315, 323 and 324 nm calcined at 750 °C, 850 °C and 950 °C, respectively [16]. Also the CT band from O2- to rare earth ions (Eu3+, or Dy3+) probably appears in the excitation spectra of Eu3+ or Dy3+ doped CGVO. Theoretically, three different O–V CT bands can appear in the absorption spectra because there are three different types of V sites with the [VO4]3- group. As far as we known, theoretically the dependence of the crystal structure of rare earth ions doped CGVO on the photoluminescence properties, especially the positions of
the excitation spectra, has not been reported, also it was still not


http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2014.08.008 0925-8388/Ó 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.

650 X. Liu et al./Journal of Alloys and Compounds 618 (2015) 649–655

given any reason why the broad excitation was assigned to the O–V CT, not the CT from the O2ÿ to rare earth ions (Eu3+ or Dy3+). The photoluminescence properties of Sm3+ and Tm3+ codoped CGVO were still not reported.
In our work, undoped, Sm3+ singly doped or Sm3+/Tm3+ codoped CGVO were synthesized. The detail chemical bond parameters were quantitatively calculated based on the dielectric theory of complex crystal. The mechanism of excitation and energy transfer (ET) from O–V CT to the Sm3+ were discussed. The photolumines-cence excitation (PLE) and photoluminescence (PL) of Sm3+ or/ and Tm3+ ions in CGVO host were discussed. The color-tunable luminescence including white light in the CGVO: Tm3+, Sm3+ phos-phor was obtained by varying the relative doping concentrations of Tm3+ and Sm3+.


2. Experimental section

2.1. Preparation

In a typical procedure of preparing representative CGVO: Tm3+, Sm3+ phosphors were synthesized through a solid-state reaction route. Raw powders were prepared by stoichiometric mixtures of CaCO3 (99.9%), V2O5 (99.9%), Gd2O3 (99.99%), Sm2O3 (99.99%) and Tm2O3 (99.99%). The mixtures were ground in an agate mortar for 1 h and homogeneously mixed. The powder mixtures were firstly preheated at 1023 K for 24 h, then calcined at 1123–1273 K for 12 h in air and at last cooled down to room temperature to obtain the final white samples.

2.2. Characterizations


The phase purity of the prepared phosphor was checked by powder X-ray dif-

fraction (XRD) analysis by using a D/MAX 2500 instrument (Rigaku) with a Rint 2000 wide angle goniometer and Cu Ka1 radiation (k = 1.54056 Å) at 40 kV and 100 mA. UV–vis diffuse reflectance spectra were recorded on a V-670 (JASCO)

UV–vis spectrophotometer. The measurements of photoluminescence (PL) and pho-toluminescence excitation (PLE) spectra were performed by using a fluorescence spectrophotometer (Photon Technology International) equipped with a 60 W Xe-arc lamp as the excitation light source. All the measurements were taken at
room temperature.


Fig. 1. Typical XRD patterns of Ca9Gd(VO4)7: Tm3+, Sm3+ and the standard data for

Ca9Gd(VO4)7.



3. Results and discussion

3.1. Phase identification


The XRD profile of CGVO: Tm3+ as a representative sample is shown in Fig. 1 and it agrees well with that reported in JCPDS file 46-0411, indicating that doping rare earth ions does not cause any significant change in the host structure. Fig. 2a is the CGVO crystal structure. CGVO crystallizes with the space group of R3c (No. 161) and Z = 6 [30]. The calculated unit cell lattice parameters of CGVO:
3% Tm3+ are a = b = 10.858 Å, c = 38.0675 Å, and a = b = 90°, c = 120°. Ca2+ ions occupy four independent sites: Ca1–Ca4. The rare earth Gd3+ ions and other codoped rare earth ions are ran-

domly distributed on two individual crystallographic sites together with the Ca12+ and Ca22+ ions. The Ca12+/Gd13+ and Ca22+/Gd23+ are in arrangements as Ca(1)/Gd(1)O6 (0.826Ca1 + 0.174Gd1) and
Ca2/Gd2O6 (0.841Ca2 + 0.159Gd2), respectively. Ca3 and Ca4 are coordinated by four and six oxygens, respectively. The Ca12+/ Gd13+, Ca22+/Gd23+, Ca3 and Ca4 sites are on Wyckoff 18b, 18b,

18b and 6a positions, respectively. V atoms occupy three different sites V1, V2 and V3, all of which consist of [VO4] tetrahedral with V–O bond length in the range of 1.5878–1.8231 Å.

3.2. Photoluminescence of Tm3+and Sm3+-codoped CGVO

3.2.1. Charge transfer band and crystal structure parameters in Sm3+ doped CGVO
Rare earth ions (Eu3+, Sm3+ or Dy3+) activated inorganic materi-als have strong broad absorptions, which are usually assigned to
the CT from ligands to the activator or from the absorption of host















Fig. 2. Crystal structure of Ca9Gd(VO4)7 (R3c) (a) shape of the unit cell that contains six molecules (z = 6). (b) Ca12+/Gd13+, Ca22+/Gd23+, Ca32+, Ca42+, V15+, V25+ and V35+

– centered polyhedral (Ref. [30]).


lattices. The photoluminescence of Sm3+ singly doped CGVO phos-phor was shown in Fig. 3.
As shown in Fig. 3, the PLE spectrum of Sm3+ activated CGVO consists of the broad excitation band with the maximum at 325 nm and several sharp lines in the region from 350 to 450 nm
originating from f to f transitions of Sm3+. Excited at 325 nm, the

X. Liu et al./Journal of Alloys and Compounds 618 (2015) 649–655 651













Fig. 3. Photoluminescence excitation (PLE) and emission spectra of Sm3+ activated CGVO phosphor.


Table 1

Chemical bond parameters of M–O(M stands for Gd or V atom), calculated environmental factor he of the centre ions Ca, Gd or V atom, the experimental charge transfer energy from the O2ÿ to the central ions V5+ (EO–V–CT(exp.)) as well as the calculated charge transfer position from the O2ÿ to the central ions Sm3+ (EO–Sm–CT(cal.)).



Centr
0/5000
Từ: -
Sang: -
Kết quả (Việt) 1: [Sao chép]
Sao chép!
Tạp chí hợp kim và hợp chất 618 (2015) 649-655Nội dung danh sách có sẵn tại ScienceDirectTạp chí hợp kim và hợp chấttạp chí trang chủ: www.elsevier.com/locate/jalcomHóa chất trái phiếu tham số, phí chuyển ban nhạc, xung ánh sáng trắng của Tm3 + và Sm3 + coactivated Ca9Gd (VO4) 7Xiaoguang Liua, b, c, Ling Lia, b, Hyeon Mi Nohb, Jung Hyun Jeongb, ⇑, Kiwan Jangc, ⇑, đồng rất Shincmột trung tâm đổi mới hợp tác Hubei cho vật liệu tiên tiến Organochemical, bộ giáo dục quan trọng phòng thí nghiệm để tổng hợp và ứng dụng của phân tử chức năng hữu cơ, đại học Hubei, Wuhan 430062, Trung Quốcb khoa vật lý, đại học quốc gia Pukyong, Busan 608-737, Hàn Quốcc khoa vật lý, đại học quốc gia Changwon, Changwon 641-773, Hàn Quốcr t tôi c l e tôi n f o một b s t r một t c Bài viết lịch sử: nhận được 9 tháng 7 năm 2014Nhận được cải tiến thành 28 tháng 7 năm 2014 chấp nhận 3 tháng 8 năm 2014Có sẵn trực tuyến 22 tháng 8 năm 2014Từ khóa: Photoluminescence phí chuyển ban nhạc quang học vật liệu cấu trúc tinh thểTham số hóa học Sự phụ thuộc của photoluminescence thuộc tính của Sm3 + hoặc / và Tm3 + codoped Ca9Gd (VO4) 7 (CGVO) mẫu trên cấu trúc tinh thể được thảo luận theo và chất lượng. Tm3 + và Sm3 + đồng dopedCGVO phosphors Hiển thị màu xanh và màu da cam khí thải kép ban nhạc dưới sự kích thích UV. Photolumines-cence cường độ tỷ lệ phát thải màu xanh và màu da cam có thể được điều chỉnh bằng cách điều chỉnh nồng độ Tm3 + và Sm3 + các ion và kết quả là màu phát xạ thay đổi từ màu xanh sang màu trắng để màu da cam. Dựa trên lý thuyết dielec-tric pha lê phức tạp, các thông số quan trọng của các liên kết hóa học như covalency và polarizability khối lượng hóa chất trái phiếu của O-V hoặc O-Ca được tính theo. Nó đã được theo chứng minh quang phổ rộng kích thích đã không chuyển khoản phí O-Sm (CT), nhưng là O-V CT. Cũng định lượng tính toán chỉ ra rằng ban nhạc kích thích rộng với đỉnh lúc khoảng 325 nm được phân về năng lượng O-V3 CT, mà có thể efficiently được chuyển giao cho kích hoạt có thể là do covalency mạnh của trái phiếu V3-O8 (0.3784) và trái phiếu V3-O10 (0.3854) vào trái phiếu V-O-Sm/Tm.Ó 2014 Elsevier B.V Tất cả các quyền. 1. giới thiệuHầu hết các ion đất hiếm, chẳng hạn như Eu3 +, Sm3 +, Dy3 + và như vậy, sườn vật liệu vô cơ có đặc điểm mà có thể chuyển giao effi-ciently của năng lượng chuyển giao (CT) phí để tính [1-16]. Năng lượng CT của họ xuất phát từ các ligand (chẳng hạn như O, S, F hay Cl) cho các trung tâm ion (chẳng hạn như Eu3 +, Sm3 +, Mo6 + hoặc W6 +), mà đóng một vai trò quan trọng trong các thuộc tính photoluminescence và đang mạnh mẽ tác bởi tham số hóa chất trái phiếu [9,17].Vanadat nhóm, cụ thể là, [VO4] 3-nơi ion kim loại trung V5 + được phối hợp của bốn oxy ligand trong một symme bốn phương -Hãy thử, đã mở rộng và dữ dội CT hấp thụ ban nhạc (được đặt tên là O-V CT) trong vùng UV và một số người trong số họ có thể sản xuất rộng CT phát xạ phổ từ 400 đến hơn 700 nm liên quan đến cấu trúc địa phương [18-23]. Đất hiếm ion doped vanadat như lumines-cence vật liệu đã đã thu hút sự chú ý nhiều hơn nữa do giàu màu sắc, cao đây efficiencies và tuyệt vời hóa học stabilities [11,22,24-29]. Năng lượng CT nói chung có thể là efficientlyCác tác giả Corresponding ⇑. Điện thoại: + 82 51 629 6285; Fax: + 82 51 629 5549 (J.H. Jeong). Điện thoại: + 82 055 213 3427; Fax: + 82 55 213 0263 (K. Jang).Địa chỉ e-mail: jhjeong@pknu.ac.kr (J.H. Jeong), kwjang@changwon.ac.kr(K. Jang). chuyển giao cho các ion đất hiếm, chẳng hạn như YVO4:Eu [29], Ca9Y (VO4) 7:Eu [6], và Ba3 (VO4) 2:Eu [23] và vân vân.Ca9Gd (VO4) 7 (chúng tôi sử dụng CGVO để đứng cho Ca9Gd(VO4)7) crystal-lizes với nhóm space R3c (số 161) và Z = 6. Ca2 + các ion chiếm bốn trang web độc lập: Ca1-Ca4 [30]. Trái đất hiếm Gd3 +Các ion và các ion đất hiếm codoped ngẫu nhiên được phân phối trên hai trang web crystallographic cá nhân cùng với các ion Ca12 + và Ca22 +. Nguyên tử V chiếm ba trang web khác nhau V1, V2, và V3, tất cả đều bao gồm [VO4] tứ diện. Họ cho thấy ban nhạc rộng n-tation, thường được giao cho ban nhạc O-V CT [13,16]. Tuy nhiên, vị trí của ban nhạc đã được báo cáo là khác nhau, ví dụ, CGVO:Eu3+, Dy3 + trưng bày một ban nhạc rộng xung quanh thành phố 287 nm13 (nhưng các mẫu đã không tinh khiết), và ban nhạc excita-tion của CGVO:Tm3+, Eu3 + cho thấy 315, 323 và 324 nm calcined tại 750 ° C, 850 ° C và 950 ° C, tương ứng [16]. Cũng ban nhạc CT từ O2 - để các ion đất hiếm (Eu3 + hoặc Dy3 +) có thể xuất hiện trong các quang phổ kích thích của Eu3 + hoặc Dy3 + doped CGVO. Về lý thuyết, ba ban nhạc O-V CT khác nhau có thể xuất hiện trong quang phổ hấp thụ bởi vì có ba loại khác nhau của các trang web V với [VO4] 3-nhóm. Như xa như chúng tôi biết, lý thuyết sự phụ thuộc của cấu trúc tinh thể của các ion đất hiếm doped CGVO trên các sản phẩm photoluminescence, đặc biệt là các vị trí củaquang phổ kích thích, đã không báo cáo, ngoài ra nó là vẫn không http://DX.Doi.org/10.1016/j.jallcom.2014.08.008 0925-8388/Ó 2014 Elsevier B.V Tất cả các quyền. 650 X. lưu et al./tạp chí của hợp kim và hợp chất 618 (2015) 649-655đưa ra bất kỳ lý do tại sao kích thích rộng được phân công CT O-V, không phải CT từ O2ÿ để các ion đất hiếm (Eu3 + hoặc Dy3 +). Các thuộc tính photoluminescence của Sm3 + và Tm3 + codoped CGVO đã được vẫn còn không báo cáo.Trong công việc của chúng tôi, undoped, Sm3 + đơn lẻ doped hoặc Sm3 +/ Tm3 + codoped CGVO đã được tổng hợp. Tham số hóa chất trái phiếu chi tiết đã được định tính dựa trên lý thuyết cách điện của tinh thể phức tạp. Cơ chế kích thích và chuyển giao năng lượng (ET) từ O-V CT cho Sm3 + đã được thảo luận. Photolumines-cence kích thích (PLE) và photoluminescence (PL) của Sm3 + hoặc / và Tm3 + ion trong máy chủ CGVO đã được thảo luận. Đây ứng màu sắc bao gồm ánh sáng trắng trong CGVO: Tm3 +, Sm3 + phos-phor thu được bằng cách thay đổi nồng độ doping tương đối của Tm3 + và Sm3 +.2. thử nghiệm phần2.1. chuẩn bịTrong một thủ tục điển hình của chuẩn bị đại diện CGVO: Tm3 +, Sm3 + phosphors đã được tổng hợp thông qua một con đường trạng thái rắn phản ứng. Nguyên bột đã được chuẩn bị bởi stoichiometric hỗn hợp của CaCO3 (99,9%), V2O5 (99,9%), Gd2O3 (99.99%), Sm2O3 (99.99%) và Tm2O3 (99.99%). Các hỗn hợp mặt đất trong một vữa agate cho 1 h và homogeneously hỗn hợp. Hỗn hợp bột là firstly preheated lúc 1023 K cho 24 h, sau đó calcined tại 1123-1273 K cho 12 h trong không khí và cuối cùng làm mát bằng đến nhiệt độ phòng để có được các mẫu ngoài màu trắng.2.2. characterizations Độ tinh khiết giai đoạn của lân quang chuẩn bị đã được kiểm tra bởi bột X-ray c-phần nhỏ (XRD) phân tích bằng cách sử dụng một công cụ D/MAX 2500 (Rigaku) với một Rint 2000 góc rộng goniometer và Cu Ka1 bức xạ (k = 1.54056 Å) tại 40 kV và 100 mA. UV-vis khuếch tán reflectance quang phổ đã được ghi lại trên một V-670 (JASCO)UV-vis phối. Các số đo của photoluminescence (PL) và pho-toluminescence kích thích (PLE) quang phổ đã được thực hiện bằng cách sử dụng một fluorescence phối (Photon công nghệ quốc tế) được trang bị với một đèn hồ quang Xe W 60 như là nguồn ánh sáng kích thích. Tất cả các phép đo được thực hiện tạinhiệt độ phòng. Hình 1. Điển hình XRD mô hình của Ca9Gd (VO4) 7: Tm3 +, Sm3 + và dữ liệu tiêu chuẩn choCa9Gd (VO4) 7. 3. kết quả và thảo luận3.1. giai đoạn identification Profile XRD của CGVO: Tm3 + như là một mẫu đại diện được hiển thị trong hình 1 và nó đồng ý với rằng báo cáo trong JCPDS gỡ 46-0411, chỉ ra rằng doping ion đất hiếm không gây ra bất kỳ thay đổi significant trong cấu trúc máy chủ lưu trữ. Hình 2a là cấu trúc tinh thể CGVO. CGVO kết tinh với nhóm space R3c (số 161) và Z = 6 [30]. Đơn vị tính điện lưới thông số của CGVO:3% Tm3 + là một = b = 10.858 Å, c = 38.0675 Å, và a = b = 90°, c = 120°. Ca2 + các ion chiếm bốn trang web độc lập: Ca1-Ca4. Các ion đất hiếm Gd3 + và các ion đất hiếm codoped khác đang chạy-domly phân phối trên hai trang web crystallographic cá nhân cùng với các ion Ca12 + và Ca22 +. Ca12 +/ Gd13 + và Ca22 / Gd23 + đang ở trong sắp xếp như /Gd Ca (1) (1) O6 (0.826Ca1 + 0.174Gd1) vàCa2/Gd2O6 (0.841Ca2 + 0.159Gd2), tương ứng. Ca3 và Ca4 được phối hợp của bốn và sáu liên, tương ứng. Ca12 +/ Gd13 +, Ca22 +/ Gd23 +, Ca3 và Ca4 các trang web trên Wyckoff 18b, 18b,18B và 6a vị trí, tương ứng. Nguyên tử V chiếm ba trang web khác nhau V1, V2, và V3, tất cả đều bao gồm [VO4] tứ diện với chiều dài trái phiếu V-O trong phạm vi của 1.5878-1.8231 Å.3.2. Photoluminescence của Tm3 + và Sm3 +-codoped CGVO3.2.1. phí chuyển ban nhạc và tinh thể cấu trúc tham số trong Sm3 + doped CGVOĐất hiếm ion (Eu3 +, Sm3 + hoặc Dy3 +) kích hoạt vô cơ materi-als có mạnh mẽ absorptions rộng, mà thường được chỉ định đểCT từ ligand để kích hoạt hoặc từ sự hấp thu của máy chủ lưu trữ Hình 2. Cấu trúc tinh thể của Ca9Gd (VO4) 7 (R3c) (a) hình dạng của các tế bào đơn vị có chứa sáu phân tử (z = 6). (b) Ca12 +/ Gd13 +, Ca22 +/ Gd23 +, Ca32 +, Ca42 +, V15 +, V25 + và V35 +-Trung tâm polyhedral (Ref. [30]).lưới. Photoluminescence của Sm3 + đơn lẻ sườn CGVO phos-phor được thể hiện trong hình 3.Như minh hoạ trong hình 3, quang phổ PLE Sm3 + kích hoạt CGVO bao gồm ban nhạc kích thích rộng với tối đa tại 325 nm và một số sắc nét trong khu vực từ 350 đến 450 nmcó nguồn gốc từ f để f chuyển tiếp của Sm3 +. Vui mừng tại 325 nm, các X. lưu et al./tạp chí của hợp kim và hợp chất 618 (2015) 649-655 651Hình 3. Photoluminescence kích thích (PLE) và bức xạ quang phổ của Sm3 + kích hoạt CGVO lân quang.Bảng 1Hóa chất trái phiếu tham số của M-O(M stands for Gd or V atom), tính toán các yếu tố môi trường ông của các ion Trung tâm Ca, nguyên tử Gd hoặc V, thử nghiệm phí chuyển giao năng lượng từ O2ÿ để các ion Trung V5 + (EO–V–CT(exp.)) cũng như tính phí chuyển vị trí từ O2ÿ để các ion Trung Sm3 + (EO–Sm–CT(cal.)). CENTR
đang được dịch, vui lòng đợi..
Kết quả (Việt) 2:[Sao chép]
Sao chép!
Tạp chí Hợp kim và hợp chất 618 (2015) 649-655 Nội dung danh sách có sẵn tại ScienceDirect Tạp chí Hợp kim và hợp chất trang chủ tạp chí: www.elsevier.com/locate/jalcom Chemical thông số trái phiếu, ban nhạc truyền điện, ánh sáng trắng có thể điều chỉnh các TM3 + và Sm3 + coactivated Ca9Gd (VO4) 7 Xiaoguang Liua, b, c, Ling Lia, b, Hyeon Mi Nohb, Jung Hyun Jeongb, ⇑, Kiwan Jangc, ⇑, Dong Soo Shinc một Trung tâm sáng tạo Hồ Bắc cho hợp tác nâng cao Organochemical Vật liệu, Bộ-của- Phòng thí nghiệm trọng giáo dục cho tổng hợp và ứng dụng của phân tử hữu cơ chức năng, Đại học Hồ Bắc, Vũ Hán 430.062, Trung Quốc b Khoa Vật lý, Đại học Quốc gia Pukyong, Busan 608-737, Hàn Quốc c Khoa Vật lý, Đại học Quốc gia Thành phố Changwon, Changwon 641-773 , Hàn Quốc một rticleinfoabstract Điều lịch sử: Nhận ngày 09 tháng 7 năm 2014 nhận bằng hình thức sửa đổi ngày 28 tháng 7 năm 2014 Accepted 03 tháng tám năm 2014 có sẵn trực tuyến ngày 22 tháng 8 năm 2014 Từ khóa: quang phát quang Charge band chuyển vật liệu quang Cấu trúc tinh thể hóa học tham số Sự phụ thuộc của tính chất phát sáng quang của Sm3 + hoặc / và TM3 + codoped Ca9Gd (VO4) 7 (CGVO) mẫu trên các cấu trúc tinh thể đã được thảo luận về số lượng và chất lượng. TM3 + và Sm3 + đồng pha tạp chất lân CGVO thấy dải phát xạ kép màu xanh và màu cam dưới sự kích thích tia cực tím. Các tỷ lệ cường độ photolumines-huỳnh trong khí thải màu xanh và màu cam có thể được điều chỉnh bằng cách điều chỉnh nồng độ của TM3 + và ion Sm3 + và kết quả là màu phát xạ thay đổi từ màu xanh sang màu trắng sang màu cam. Dựa trên lý thuyết dielec-tric của tinh thể phức tạp, các thông số quan trọng của liên kết hóa học như covalency và phân cực của các khối lượng liên kết hóa học của O-V hay O-Ca đã được tính toán định lượng. Nó đã được chứng minh về số lượng mà các kích thích quang phổ rộng không phải là O-Sm phí chuyển nhượng (CT), nhưng là O-V CT. Cũng tính toán định lượng cho thấy các ban nhạc kích thích rộng với đỉnh điểm vào khoảng 325 nm được giao cho O-V3 CT năng lượng, có thể Ef fi ciently được chuyển giao cho các hoạt hóa có thể là do các covalency mạnh của V3-O8 trái phiếu (0,3784) và V3- trái phiếu O10 (0,3854) trong V-O-Sm / Tm trái phiếu. Ó 2014 Elsevier BV Tất cả các quyền. 1. Giới thiệu Hầu hết các ion đất hiếm, chẳng hạn như Eu3 +, Sm3 +, Dy3 + và như vậy, các vật liệu vô cơ pha tạp có đặc điểm đó có thể EF fi- ciently chuyển năng lượng truyền điện (CT) của họ để kích hoạt các [1-16]. Năng lượng CT của họ đến từ các phối tử (như O, S, F hoặc Cl) với ion trung tâm (như Eu3 +, Sm3 +, Mo6 + hoặc W6 +), đóng một vai trò quan trọng trong các thuộc tính phát sáng quang và mạnh mẽ chịu ảnh hưởng bởi hóa chất thông số trái phiếu [9,17]. Các nhóm vanadate, cụ thể là, [VO4] 3- nơi kim loại trung tâm V5 + ion được điều phối bởi bốn phối tử oxy trong một có bốn gốc symme- thử, có dải hấp thụ CT rộng và cường độ cao (có tên là O- V CT) trong vùng UV và một số trong số họ có thể sản xuất phổ phát xạ CT rộng từ 400 đến hơn 700 nm liên quan đến cấu trúc địa phương [18-23]. Đất hiếm vanadate ion pha tạp như vật liệu Lumines-huỳnh đã thu hút sự chú ý nhiều hơn do màu sắc phong phú, khả năng phát quang cao ef thiếu sót, và sự ổn định hóa chất tuyệt vời [11,22,24-29]. Năng lượng CT nói chung có thể được fi ef ciently tác giả ⇑ tương ứng. Tel .: +82 51 629 6285; fax: +82 51 629 5549 (JH Jeong). Tel .: +82 055 213 3427; fax: +82 55 213 0263 (K. Jang). địa chỉ E-mail: jhjeong@pknu.ac.kr (JH Jeong), kwjang@changwon.ac.kr . (K. Jang) chuyển giao cho các ion đất hiếm, như YVO4: Eu [29], Ca9Y (VO4) 7: Eu [6], và Ba3 (VO4) 2:. Eu [23] vv Ca9Gd (VO4) 7 (chúng tôi sử dụng CGVO đứng cho Ca9Gd (VO4 ) 7) tinh-lizes với nhóm không gian của R3c (số 161) và Z = 6. Ca2 + ion chiếm bốn địa điểm độc lập: CA1-Ca4 [30]. Đất hiếm Gd3 + ion và ion đất hiếm codoped khác được phân phối ngẫu nhiên trên hai trang web cá nhân tinh thể cùng với các ion Ca12 + và Ca22 +. Nguyên tử V chiếm ba địa điểm khác nhau V1, V2, V3, tất cả trong số đó bao gồm [VO4] tứ diện. Họ cho thấy ban nhạc exci-tation rộng, mà thường được giao cho các ban nhạc O-V CT [13,16]. Tuy nhiên, vị trí của các ban nhạc đã được báo cáo là khác nhau, ví dụ, các CGVO: Eu3 +, Dy3 + trưng bày một dải rộng khoảng 287 nm13 (nhưng mẫu không tinh khiết), và ban nhạc excita-tion của CGVO: TM3 +, Eu3 + cho thấy 315, 323 và 324 nm nung ở 750 ° C, 850 ° C đến 950 ° C, tương ứng [16]. Ngoài ra ban nhạc CT từ O2- để ion đất hiếm (Eu3 +, hoặc Dy3 +) có thể xuất hiện trong phổ kích thích của Eu3 + hoặc Dy3 + pha tạp CGVO. Về mặt lý thuyết, ba băng CT O-V khác nhau có thể xuất hiện trong phổ hấp thụ vì có ba loại khác nhau của các trang web V với [VO4] 3 nhóm. Theo như chúng tôi được biết, về mặt lý thuyết sự phụ thuộc của các cấu trúc tinh thể của các ion đất hiếm pha tạp CGVO vào các tính chất phát quang, đặc biệt là các vị trí của quang phổ kích thích, đã không được báo cáo, cũng có thể nó vẫn không http: //dx.doi. org / 10,1016 / j.jallcom.2014.08.008 0925-8388 / Ó 2014 Elsevier BV Tất cả quyền được bảo lưu. 650 X. Liu et al. / Tạp chí Hợp kim và hợp chất 618 (2015) 649-655 cho bất kỳ lý do tại sao các kích thích rộng đã được giao cho O-V CT, không phải là CT từ O2ÿ để ion đất hiếm (Eu3 + hoặc Dy3 +). Các tính chất phát sáng quang của Sm3 + và TM3 + codoped CGVO vẫn không được báo cáo. Trong công việc của chúng tôi, undoped, Sm3 + đơn lẻ hoặc pha tạp Sm3 + / TM3 + codoped CGVO được tổng hợp. Các thông số liên kết hóa học cụ thể được định lượng tính toán dựa trên lý thuyết điện môi của tinh thể phức tạp. Các cơ chế kích thích và truyền năng lượng (ET) từ O-V CT cho Sm3 + đã được thảo luận. Các photolumines-huỳnh kích thích (PLE) và phát sáng quang (PL) của Sm3 + hoặc / và TM3 + ion trong CGVO máy chủ đã được thảo luận. Sự phát quang màu-du dương kể cả ánh sáng trắng trong CGVO: TM3 +, Sm3 + Phos-Phor đã thu được bằng cách thay đổi nồng độ doping tương đối của TM3 + và Sm3 +. 2. Phần thực nghiệm 2.1. Chuẩn bị Trong một qui trình điển hình của việc chuẩn bị CGVO đại diện: TM3 +, Sm3 + Phosphor được tổng hợp thông qua một lộ trình phản ứng trạng thái rắn. Bột thô đã được chuẩn bị bởi các hỗn hợp cân bằng hóa học của CaCO3 (99,9%), V2O5 (99,9%), Gd2O3 (99,99%), Sm2O3 (99,99%) và Tm2O3 (99,99%). Các hỗn hợp được nghiền trong cối mã não cho 1 h và đồng nhất hỗn hợp. Các hỗn hợp bột đã fi rstly làm nóng trước ở 1023 K trong 24 h, sau đó nung ở 1123-1273 K cho 12 h trong không khí và cuối cùng làm lạnh xuống nhiệt độ phòng để có được những mẫu trắng fi nal. 2.2. Tả những đặc điểm Độ tinh khiết pha của phosphor chuẩn bị được kiểm tra bằng bột X-ray nhau phần (XRD) phân tích bằng cách sử dụng một D / MAX 2500 cụ (Rigaku) ​​với một Rint 2000 giác kê góc rộng và bức xạ Cu Ka1 (k = 1,54056 Å) tại 40 kV và 100 mA. UV-vis lan tỏa tái fl ectance phổ đã được ghi lại trên một V-670 (JASCO) UV-vis quang phổ. Các phép đo phát quang (PL) và kích thích pho-toluminescence (PLE) phổ được thực hiện bằng cách sử dụng một máy quang phổ fl uorescence (Photon Technology International) được trang bị một đèn 60 W Xê-arc là nguồn ánh sáng kích thích. Tất cả các phép đo được thực hiện ở nhiệt độ phòng. Fig. 1. mẫu XRD tiêu biểu của Ca9Gd (VO4) 7: TM3 +, Sm3 + và các dữ liệu chuẩn cho Ca9Gd (VO4) 7. 3. Kết quả và thảo luận 3.1. Giai đoạn identi fi cation Các XRD pro fi le của CGVO: TM3 + như một mẫu đại diện được hiển thị trong hình. 1 và nó cũng đồng ý với báo cáo trong JCPDS fi le 46-0411, cho thấy rằng doping ion đất hiếm không gây ra bất kỳ sự thay đổi trọng yếu trong cấu trúc máy chủ. Vả. 2a là cấu trúc tinh thể CGVO. CGVO tinh với các nhóm không gian của R3c (số 161) và Z = 6 [30]. Các thông số ô đơn vị lưới tính toán của CGVO: 3% TM3 + là a = b = 10,858 Å, c = 38,0675 Å, và a = b = 90 °, c = 120 °. Ion Ca2 + chiếm bốn địa điểm độc lập: CA1-Ca4. Đất hiếm Gd3 + ion và ion đất hiếm codoped khác được ngẫu phân domly trên hai trang web tinh cá nhân cùng với các Ca12 + và ion Ca22 +. Các Ca12 + / Gd13 + và Ca22 + / Gd23 + là trong các thỏa thuận như Ca (1) / Gd (1) O6 (0.826Ca1 + 0.174Gd1) và Ca2 / Gd2O6 (0.841Ca2 + 0.159Gd2), tương ứng. CA3 và Ca4 được phối hợp bởi bốn và sáu oxy, tương ứng. Các Ca12 + / Gd13 +, Ca22 + / Gd23 +, CA3 và Ca4 trang web này là vào Wyckoff 18b, 18b, 18b và 6a các vị trí tương ứng. Nguyên tử V chiếm ba địa điểm khác nhau V1, V2, V3, tất cả trong số đó bao gồm [VO4] tứ diện với chiều dài V-O trái phiếu trong khoảng 1,5878-1,8231 Å. 3.2. Quang phát quang của TM3 + và Sm3 + -codoped CGVO 3.2.1. Ban nhạc truyền điện tích và cấu trúc tinh thể các thông số trong Sm3 + pha tạp CGVO ion đất hiếm (Eu3 +, Sm3 + hoặc Dy3 +) kích hoạt vô cơ lieäu-als có absorptions rộng mạnh mẽ, thường được giao cho các CT từ ligand với activator hoặc từ sự hấp thu của chủ nhà Hình . 2. Cấu trúc tinh thể của Ca9Gd (VO4) 7 (R3c) (a) hình dạng của tế bào đơn vị có chứa sáu phân tử (z = 6). (B) Ca12 + / Gd13 +, Ca22 + / Gd23 +, Ca32 +, Ca42 +, V15 +, V25 và V35 + + -. ([30] Ref.) đa diện trung Lưới. Các phát sáng quang của Sm3 + đơn lẻ pha tạp CGVO Phos-Phor được thể hiện trong hình. 3. Như hình. 3, phổ PLE của Sm3 + kích hoạt CGVO bao gồm các ban nhạc kích thích rộng với tối đa ở 325 nm và một số đường nét trong khu vực 350-450 nm có nguồn gốc từ f để chuyển tiếp e Sm3 +. Kích thích ở 325 nm, X. Liu et al. / Tạp chí Hợp kim và hợp chất 618 (2015) 649-655 651 Hình. 3. quang phát quang kích thích (PLE) và quang phổ phát xạ của Sm3 + kích hoạt CGVO phosphor. Bảng 1 thông số chất ngăn của M-O (M là viết tắt của Gd hoặc V nguyên tử), tính toán yếu tố môi trường anh của trung tâm các ion Ca, Gd hoặc V nguyên tử, năng lượng truyền điện tích thử nghiệm từ O2ÿ với ion trung tâm V5 + (EO-V-CT (exp.)) cũng như các vị trí chuyển giao trách nhiệm tính toán từ các O2ÿ với ion trung tâm Sm3 + (EO-Sm-CT (cal). ). Centr


































































































































































đang được dịch, vui lòng đợi..
 
Các ngôn ngữ khác
Hỗ trợ công cụ dịch thuật: Albania, Amharic, Anh, Armenia, Azerbaijan, Ba Lan, Ba Tư, Bantu, Basque, Belarus, Bengal, Bosnia, Bulgaria, Bồ Đào Nha, Catalan, Cebuano, Chichewa, Corsi, Creole (Haiti), Croatia, Do Thái, Estonia, Filipino, Frisia, Gael Scotland, Galicia, George, Gujarat, Hausa, Hawaii, Hindi, Hmong, Hungary, Hy Lạp, Hà Lan, Hà Lan (Nam Phi), Hàn, Iceland, Igbo, Ireland, Java, Kannada, Kazakh, Khmer, Kinyarwanda, Klingon, Kurd, Kyrgyz, Latinh, Latvia, Litva, Luxembourg, Lào, Macedonia, Malagasy, Malayalam, Malta, Maori, Marathi, Myanmar, Mã Lai, Mông Cổ, Na Uy, Nepal, Nga, Nhật, Odia (Oriya), Pashto, Pháp, Phát hiện ngôn ngữ, Phần Lan, Punjab, Quốc tế ngữ, Rumani, Samoa, Serbia, Sesotho, Shona, Sindhi, Sinhala, Slovak, Slovenia, Somali, Sunda, Swahili, Séc, Tajik, Tamil, Tatar, Telugu, Thái, Thổ Nhĩ Kỳ, Thụy Điển, Tiếng Indonesia, Tiếng Ý, Trung, Trung (Phồn thể), Turkmen, Tây Ban Nha, Ukraina, Urdu, Uyghur, Uzbek, Việt, Xứ Wales, Yiddish, Yoruba, Zulu, Đan Mạch, Đức, Ả Rập, dịch ngôn ngữ.

Copyright ©2025 I Love Translation. All reserved.

E-mail: