Synthesis and photoluminescence properties of europium doped calcium fluoride crystallites

Eiropija jons ir viens no retajiem lantanoīdiem, kurš materiālā vienlaikus spēj atrasties divalentā un trīsvalentā formā. Katram jonam piemīt atšķirīgas luminiscences īpašības, kuras ietekmē arī matricas izvēle un sintēzes process, tādā veidā ir iespējams pagatavot aktivētu materiālu, kura emisija ir specifiski pielāgota vēlamajam mērķim. Eiropijs jau tiek izmantots lāzeros, gaismu emitējošās diodēs, plazmas paneļos, rentgenstaru detektoros, par matricām kalpojot oksifluorīdu un fosfātu stikliem, keramikām un kristalītiem. Pētījuma mērķis ir veiksmīga ar eiropija joniem aktivētu kalcija fluorīda kristalītu sintēze un to luminiscences īpašību novērošana un raksturošana. Tika pagatavoti paraugi ar 7 dažādām Eu koncentrācijām un izkarsēti 6 dažādās temperatūrās. Tika novēroti Eu2+ un Eu3+ raksturīgās pārejas emisijas, ierosmes un absorbcijas spektros un salīdzināta to relatīvā intensitāte, kā arī atkarība no Eu koncentrācijas paraugā un pēcapstrādes temperatūras. Tāpat tika veikti arī XRD un SEM mērījumi paraugu kvalitatīvai raksturošanai. Tika secināts, ka pie augstām temperatūrām notiek Eu3+ reducēšanās un palielinās Eu2+ klātbūtne un līdz ar to izteikta emisijas intensitātes palielināšanās 400−450 nm apgabalā. Darbs rakstīts latviešu valodā un satur 40 lapas un 23 attēlus.Europium ions can be found in host lattice in both its divalent and trivalent forms, each with their own characteristic luminescence that is dependent on the choice of host lattice and synthesis. Hence, a fine tuned emission material can be obtained to suit any specific needs. Europium has already been used and studied wildly for its properties and availability. The aim of this research is a successful synthesis of europium doped calcium fluoride crystallites and to observe and identify its luminescence properties. Samples with 7 different concentrations of Eu were prepared and thermally treated in 6 different temperatures. The characteristic transitions of Eu2+ and Eu3+ were observed in emission, excitation and absorption spectra, and comparisons between their relative intensities were made, as well as investigated dependence on the concentration of Eu and post-processing temperature. Furthermore XRD measurements and SEM imaging were made for qualitative analysis. It was concluded that at high temperatures, Eu3+ reduction takes place and thus increased the presence of Eu2+ and its emission intensity in the 400 − 450 nm region. The thesis is written in Latvian and contains 40 pages and 23 images