Spectroscopic study of materials with perfluorinated organic ligands for light conversion to NIR emission as a function of Yb3+ concentration

RESUMEN: Las propiedades luminiscentes de los lantánidos es un tema de gran interés científico debido a las fascinantes propiedades de estos elementos. El uso de lantánidos incorporados en matrices tiene ya aplicaciones en distintos ámbitos como la medicina, en el uso de LEDs, y en las fibras ópticas utilizadas en telecomunicaciones. Con el fin de mejorar las amplificaciones en las señales ópticas usadas en telecomunicaciones, se ha estudiado el comportamiento del Yb3+ con ligandos orgánicos (peruorobis(fenilfosfinato) o PF2PP y peruorobis-p-tolyl-fosfinato o PF2TP). Se han medido los espectros de emisión y excitación de estos dos compuestos variando la concentración de Yb3+. Se ha observado sensibilización por parte de los ligandos, produciéndose la emisión característica del iterbio en el rango NIR mediante la excitación en el rango UV/Visible. Se ha estimado la eficiencia del ligando con respecto al iterbio, comparado las bandas de excitación de ambos en función de la concentración de iterbios, y se ha encontrado un mínimo entorno al 40% para ambos ligandos. Por último se ha medido el tiempo de vida del Yb3+ a distintas concentraciones y se ha observado su disminución al aumentar la concentración de iterbios para ambos ligandos.ABSTRACT: Luminescent properties of the lanthanides is a subject of great scientific interest due to the fascinating behaviour of these elements. The incorporation of luminescent lanthanides in matrices has applications in different fields such as medicine, fabrication of LEDs and the frabrication of amplificatiors in telecommunications. In order to improve the amplification in the optical signals used in telecommunications, a study of the behaviour of Yb3+ with organic ligands (peruorobis (phenylphosphinate) or PF2PP and peruorobis-p-tolyl-phosphinate or PF2TP) has been realized. Emission and absorption spectra of these two compounds have been measured varying the concentration of Yb3+. The sensitization process has been observed by means of the organic ligands, which act as an energy donor and transfer the energy to the Yb3+. The characteristic emission of ytterbium in the NIR range by excitation in the UV / Visible range has been detected. The eficiency of the ligand relative to the ytterbium has been estimated comparing the excitation bands of both as a function of the ytterbium concentration, and a minimum has been found near 40% of iterbium concentration for both ligands. Finally, the Yb3+ lifetime has been measured at different concentrations and a decrease in the lifetime has been observed for both ligands as the Yb3+ concentration increases.Grado en Físic