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..
