Cirkonija dioksīda nanokristālu luminiscence

Abstract

Anotācija Veikti cirkonija dioksīds (ZrO2) nanokristālu luminiscences pētījumi ar laika izšķirtspēju. Pašvielas defektu luminiscences ierosmes diapazons ir plašs aizliegtās zonas apgabals, kā arī zona-zona pārejas, pie tam ierosmes fotonu enerģijas izmaiņai seko nepārtraukta luminiscences joslas maiņa. Pašvielas defektu luminiscences centri veido kvazinepārtrauktu enerģētisko spektru aizliegtajā zonā . Minētie centri saistīti ar skābekļa vakanču radīto kristāliskā režģa perturbāciju. Pirmo reizi novērota elektronu kūļa inducēta absorbcija ZrO2:Y2O3 monokristālā. Pētīts Eu3+ luminiscences spektrālais sadalījums atkarībā no Eu koncentrācijas ZrO2 nanokristālos. Atrasts, ka palielinot Eu3+ koncentrāciju, tas darbojas kā ZrO2 tetragonālās un iespējams arī kubiskās fāzes stabilizators. Veiktie pētījumi dod jaunas ziņas par luminiscenci ZrO2 nanokristālos un iegūtos rezultātus iespējams izmantot luminiscento sensoru izveidei skābekļa koncentrācijas noteikšanai.

Abstract The study of time-resolved luminescence of zirconia (ZrO2) was carried out. It is found that the excitation of intrinsic defect luminescence band is possible within band gap and also band – to- band excitation is possible. The continuous shift of luminescence band position on excitation photon energy was observed. This effect was suggested to be due to the quasi-continuous energy spectrum in band gap. The transient absorption measurements for ZrO2:Y2O3 single crystal was carried out for first time. The Eu3+ luminescence spectral dependence on activators concentration in ZrO2 nanocrystlas is shown. It is found that with increase of Eu concentration the phase transition occurs and tetragonal and even cubic phase is stabilized. These new results about zirconia nanocrystal luminescence properties gives additional information about physical processes in zirconia and is possible to use in futher investigations for applications in oxygen sensors.