Characterization and luminescence properties of CaMgSi₂O₆:Eu²⁺ blue phosphor

Abstract

A blue CaMgSi2O6:Eu(2+) phosphor was prepared by the solid-state reaction method and the phosphor characterized in terms of crystal structure, particle size, photoluminescence (PL), thermoluminescence (TL) and mechanoluminescence (ML) properties using X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), PL spectroscopy, TLD reader and ML impact technique. The XRD result shows that phosphor is formed in a single phase and has a monoclinic structure with the space group C2/c. Furthermore, the PL excitation spectra of Eu(2+) -doped CaMgSi2 O6 phosphor showed a strong band peak at 356 nm and the PL emission spectrum has a peak at 450 nm. The depths and frequency factors of trap centers were calculated using the TL glow curve by deconvolution method in which the trap depths were found to be 0.48 and 0.61 eV. The formation of CaMgSi2O6:Eu(2+) phosphor was confirmed by Fourier transform infrared spectroscopy. The ML intensity increased linearly with the impact velocity of the piston used to deform the phosphor. It was shown that the local piezoelectricity-induced electron bombardment model is responsible for the ML emission. Finally, the optical properties of CaMgSi2O6:Eu(2+) phosphors are discussed.

Synthesis and luminescence characterization of a new yellowish‐orange phosphor: Ba2B10O17:Sm3+

“…Rare earth (RE)‐doped inorganic phosphors are currently drawing considerable attention . The inorganic hosts most used for luminescence are silicates, aluminates, borates and phosphates, etc.…”

Síntese e caracterização de fósforos a base de silicatos de cálcio e magnésio dopados com európio e disprósio

“…Alta eficiência e abundância destes materiais são algumas das vantagens dos fósforos de silicatos em comparação aos fósforos de host de sulfetos e aluminatos. [37]. O silicato de cálcio e magnésio (diopsita) é um mineral de sistema monoclínica do grupo dos piroxênios.…”

“…[34] Com o desenvolvimento tecnológico as terras raras passaram a ganhar novos usos e, hoje em dia, o universo de suas aplicações é muito abrangente, sendo utilizadas como catalisadores, por exemplo, no tratamento de emissões automotivas e no craqueamento do petróleo; na fabricação de laseres e como materiais luminescentes, "fósforos" na fabricação de lâmpadas fluorescentes e tubos de raios catódicos de aparelhos de televisão, etc. [37] Nos íons terras raras podem ser observadas as transições intraconfiguracional 4f N ↔ 4f N (Δl = 0) e também transições interconfiguracional 4f N → 4f N-1 5d (Δl = ± 1) e transferência de carga [37]. A transição interconfiguracional é permitida por paridade e gera uma emissão intensa apresentando bandas largas.…”

“…A partir dos primeiros estudos de materiais fósforos, iniciados na década de 1950 [14,15], os silicatos ativados com Eu 2+ tem atraído interesse de pesquisadores devido à alta eficiência destes materiais aliado à abundância de materiais -host". O silicato de cálcio e magnésio (CMS, CaMgSi 2 O 6 ) [16][17][18] usado como host de longa duração pode emitir luz na região espectral do azul e vermelho sob excitação UV [19] quando dopados com os íons Eu 2+ , Dy 3+ , ou Nd 3+ . A emissão pode ser obtida com EuF 3 e Eu 2 O 3 como precursor de európio na dopagem, obtendo um fósforo eficiente oriundo das transições 4f 7 -4f 6 5d 1 do íon Eu 2+ [20][21][22].…”

“…III.2observa-se a representação do grupo das piroxenas incluindo a diopsita. A diopsita é conhecida por ser um bom material bioativo usado na preparação do fósforo de longa duração de CaMgSi 2 O 6 ativado por Eu 2+ , Dy 3+ e Nd 3+ , e apresenta boa emissão no azul sobre excitação UV[37]. à recombinação não-radiativa de portadores de carga com centros de quenching, que pode ser defeitos nos cristais ou…”