Molibdat temelli yeni ışıldar maddelerin sentezi ve luminesans özelliklerinin araştırılması

Abstract

Bu çalışmada molibdat temelli 20 yeni ışıldar madde sentezlendi. M(II)M(III)2(MoO4)4 konut kristallerine [M(II): Ca2+, Ba2+, Sr2+, M(III): La3+, Gd3+, Y3+] lantanit grubu elementlerinden Eu3+, Dy3+ iyonları farklı oranlarda katkılandı. Elde edilen maddelerin sentez şartlarını belirlemek için (TG/DTA) ile 1200 °C sıcaklığa kadar çalışıldı ve optimum koşullar belirlendi. 850 °C ve 860 °C sıcaklıklarda 8, 10 ve 12 saat süre ile açık atmosferde porselen kayıkçıklar içerisinde hazırlanan maddeler kül fırınında ısıl işlem uygulanarak katı hal tepkimeleri gerçekleştirildi. Tepkimeleri gerçekleşen maddelerin kristal sistemleri x-ışını toz difraksiyon (XRD) yöntemi ile araştırıldı. Ba0.5Ca0.5Gd2(MoO4)4 ve Ba0.5Ca0.5La2(MoO4)4 sistemlerinin monoklinik, Sr0.5Ca0.5Y2(MoO4)4 ve Sr0.5Ca0.5La2(MoO4)4 sistemlerinin tetragonal yapıda olduğu bulundu ve birim hücre parametreleri belirlendi. Lantanit katkılı sentezlenen maddelerin ışıma özellikleri ve ışıma süreleri fotoluminesans spektrofotometresi ile analiz edildi. Işıldar sistemlerin 290 nm'de Eu3+ iyonlarının yük transferinden kaynaklanan ve Eu³+ iyonlarının 389 nm'de 7F0→5L6 geçişinden kaynaklanan iki adet uyarma bandı tespit edildi. Bu uyarmalar neticesinde Eu³+ iyonlarının karakteristik 5D0→7Fj (J=2, 3 ve 4) geçişlerinden kaynaklanan 619 nm'de turuncu, 652 nm'de kırmızı ve 706 nm dalga boyunda spektrumun baskın kırmızı bölgesine karşılık gelen üç adet ışıma bandı gözlendi. Işıldar sistemlerin yüzey incelemeleri ve elementel analizleri (SEM-EDX) taramalı elektron mikroskobu ile yapılarak mikro yapıları tespit edildi.

In this study, molybdates based 20 new phosphor materials were synhesized. M(II)M(III)2(MoO4)4 [M(II): Ca2+, Ba2+, Sr2+, M(III): La3+, Gd3+, Y3+] host crystals were doped Eu3+, Dy3+ lanthanide group ions in different ratios. The optimization of synthesis conditions were determinated until 1200 °C working by (DTA/TG) methods. The mixtures to achieved a solid state reaction were heated in porcelein crucibles at different temperatures as 850 °C and 860 °C, for 8, 10, 12 hours in an open atmosphere. The powders's crystal systems were characterized by x-ray powder diffraction method (XRD). Ba0.5Ca0.5Gd2(MoO4)4 and Ba0.5Ca0.5La2(MoO4)4 crystal systems were obtained as monoclinic crystal structure. Sr0.5Ca0.5Y2(MoO4)4 and Sr0.5Ca0.5La2(MoO4)4 crystal systems were obtained as tetragonal crystal structure and unit cell parameters of crystals were determinated. Ln3+ doped samples were analyzed by using photoluminescence spectrophotometer instrument for the observation of the excitation-emission spectras and decay times. Two excitation bands of the phosphor systems were obtained charge transfer transition at 290 nm and the 7F0 to 5L6 transition of Eu³+ ions at 389 nm. Under these excitation bands, the characteristic emission bands of Eu³+ ions were observed at 619 nm was assigned 5D0 to 7F2 transition in the orange region and at 652 nm was assigned the 5D0 to 7F3 transition in the red region and at 706 nm was assigned the 5D0 to 7F4 transition in the dominant red region. The phosphor systems surface investigations and EDX analysis were characterized by Scanning Electron Microscope (SEM) and their microstructures were identified.