Volume 50 - Issue 3 - 247 - 254

Assessing of Photoluminescence and Structural Properties of Dy+3 doped Cadmium Tantalate Phosphor on the Basis of Charge Balance

Dy+3 Katkılı Kadmiyum Tantalat Fosforunun Fotolüminesans ve Yapısal Özelliklerinin Yük Dengesi Temelinde Değerlendirilmesi


Based on the charge balance, trivalent dysprosium doped Cd1-xTa2O6:xDy3+ (x=0.5, 1, 2, 3, 5 at%) phosphor series was fabricated by solid state reaction route at 1100 °C for 8 h. The synthesized phosphors were investigated by XRD (X-ray diffraction), SEM (scanning electron microscopy), and PL (photoluminescence) analyses. XRD and SEM analyzes revealed the orthorhombic colombite crystal structure and the presence of oval-like and shapeless morphology with submicron and several micron grain sizes, respectively. With the excitation of 387.8 nm, the phosphors exhibited blue and yellow emissions at 482.4 nm and 578.5 nm depending on the 4F9/26H15/2 and 4F9/26H13/2 transitions of Dy3+, respectively. The emission intensity of cadmium tantalate phosphor increased with increasing Dy3+ concentration up to x=5 at% value, and did not occurred the concentration quenching which reduces emission intensity. The reason why concentration quenching did not occur can be attributed to the reduction of structural defects due to the improvement in charge balance and the reduction of the conversion of excitation energy to nonradiative transitions. The Commission Internationale d’Eclairage (CIE) coordinates of Cd1-xTa2O6:xDy3+ (x=0.5, 1, 2, 3, 5 at%) phosphors were found near the white region in the chromaticity diagram.

Yük dengesine dikkate alınarak, trivalent disprosyum katkılı Cd1-xTa2O6:xDy3+ (x=%0.5, 1, 2, 3, 5 at) fosfor serisi katı hal reaksiyonu yolu ile 1100 °C‘de 8 saat süreyle üretilmiştir. Sentezlenen fosforlar XRD(X-ışını kırınımı), SEM(taramalı elektron mikroskobu) ve PL (fotolüminesans) analizleri ile incelenmiştir. XRD ve SEM analizleri ortorombik kolombit kristal yapısını ve sırasıyla mikron altı ve birkaç mikron tane boyutuna sahip oval benzeri ve şekilsiz morfolojinin varlığını ortaya çıkardı. 387.8 nm’lik uyarım ile fosforlar, Dy3+ ‘nin 4F9/26H15/2 and 4F9/26H13/2 geçişlerine bağlı olarak sırasıyla 482.4 nm ve 578.5 nm’de mavi ve sarı emisyonlar sergilediler. Kadmiyum tantalat fosforun emisyon şiddeti Dy3+ konsantrasyonu ile x=%5 at değerine kadar artarken emisyon şiddetinin azaltan konsantrasyon söndürme gerçekleşmemiştir. Konsantrasyon söndürmenin meydana gelmemesinin sebebi yük dengesindeki iyileşme nedeniyle yapısal kusurların azalması ve uyarma enerjisinin ışınımsız geçişlere dönüşümünün azalmasına bağlanabilir. Cd1-xTa2O6:xDy3+ (x=%0.5, 1, 2, 3, 5 at) fosforlarının Commission Internationale d’Eclairage (CIE) koordinatları kromatiklik diyagramında beyaz bölgenin yakınında bulunmuştur.



Download Article in PDF (1.8 MB)



Feedback
  • ISSN 1303 5002
  • © 1973-2024 Hacettepe University