Retzemju elementu luminiscence cirkonija dioksīda nanokristālos

Abstract

Darbā tika pētīta ar Eu3+ (eiropiju) aktivēta ZrO2 nanokristālu luminiscences atkarība no Eu3+ jonu koncentrācijas vielā, un analizēta tās saistība ar vielas strukturālajām izmaiņām. ZrO2 iegūts izmantojot mikroviļņu stimulēto hidrotermālo metodi. Eu3+ jonu koncentrācija ZrO2 paraugos no 0,1% līdz 5%. ZrO2 nanokristālu graudu izmēri ~30nm. Tika reģistrēti ZrO2:Eu3+ nanokristālu luminiscences spektri visām Eu3+ koncentrācijām, kā arī noteikta luminiscences intensitātes atkarība no Eu3+ koncentrācijas. Novērotas ZrO2:Eu3+ luminiscences spektra izmaiņas, atkarībā no Eu3+ jonu koncentrācijas. Palielinoties Eu3+ koncentrācijai, Eu3+ luminiscences koncentrācijas dzēšana netika novērota. Eu3+ luminiscences spektra izmaiņas atkarībā no tā koncentrācijas ZrO2 nanokristālos saistāmas ar struktūras izmaiņām, tāpēc tika veikti rentgendifrakcijas mērījumi, lai salīdzinātu ZrO2:Eu3+ kristālisko struktūru pie 0,1% un 5% Eu3+ jonu koncentrācijām ZrO2.

The luminescence characteristics of Eu3+ doped ZrO2 nanocrystals depending on ZrO2 structural changes was explained. The ZrO2:Eu3+ nanocrystalline powder was synthesised by microwave stimulated hydrothermal method with Eu3+ concentrations in range from 0,1% to 5% obtaining average grain size approximately 30nm. Luminescence spectra of ZrO2:Eu3+ were registered for all the Eu3+ concentrations under 4,66eV laser excitation. The dependence of ZrO2:Eu3+ luminescence on Eu3+ concentration was observed. The increase of Eu3+ concentration in ZrO2 did not cause the concentration quenching of luminescence. Changes of Eu3+ luminescence intensity in ZrO2 nanocrystals due to increase of Eu3+ concentration are considered to originate from changes in ZrO2 nanocrystalline structure. To compare ZrO2:Eu3+ structure at different Eu3+ concentrations, X-ray diffraction (XRD) measurements were done.