Synthèse et Étude des Propriétés de Luminescence de LaP5O14:Gd3+,Tb3+

Abstract

Ce travail s'inscrit dans le cadre de recherche de nouveaux luminophores vert à rendement quantique supérieur à un pour l’éclairage et la visualisation. Son objectif est multiple : L'élaboration et la caractérisation de LaP5O14 : Gd3+ x mol%,Tb3+ 2x mol% (x = 0.25, 0.75, 2.25) et l'étude de ses propriétés de luminescence. La synthèse des monocristaux est effectuée par la méthode de Flux à 450°C durant 2 à 3 jours. Après le séchage et le broyage, les poudres ont été caractérisées par FTIR et DRX qui indiquent que nos échantillons sont purs et adoptent la structure orthorhombique avec Pnc comme groupe d'espace. Les niveaux d'énergie 4f des ions Ln et la position de la transition 4f7 → 4f75d1 de l'ion Tb3+ ont été indexés. La fluorescence de ces ions dopants correspondantes aux transitions 6PJ → 8S7/2 (J = 3/2, 5/2, 7/2) et 5D3,4 → 7FJ (J = 6, 5, 4, 3, 2), a été détectée dans l'UV et le visible. Elle est proportionnelle à la concentration. À cause des faibles concentrations considérées, le transfert d'énergie non-radiatif résonant Gd3+ → Tb3+ est observé seulement dans LaP5O14 : Gd3+2.25 %,Tb3+4.50% et pas de quenching. Sous excitation dans l'UV, la fluorescence verte de LaP5O14 : Tb3+4.50% et LaP5O14 : Gd3+2.25 %,Tb3+4.50% à 541 nm, est importante pour les lampes fluorescentes sans mercure et les PDP. Mots-Clés : Ultraphosphate ; Gd3+ ; Tb3+ ; Flux ; Luminescence ; Excitation ; Emission ; Transfert d'énergie. Synthesis and Luminescence Proprieties Study of LaP5O14:Gd3+,Tb3+ Abstract This work is part of the search for new green phosphors with quantum yield greater than one for lighting and visualization. Its objective is multiple : the development and characterization of LaP5O14 : Gd3+ x mol%,Tb3+ 2x mol% (x = 0.25, 0.75, 2.25) and the study of its luminescence properties. Monocrystals are synthesized using Flux method at 450°C during 2 to 3 days. After drying and grinding, the powders were characterized by FTIR and DRX which indicate that our samples are pure and adopt the orthorhombic structure with Pnc as space group. The Ln ions 4f energy levels and 4f7 → 4f75d1 Tb3+ transition have been indexed. Doping ions fluorescence corresponding to 6PJ → 8S7/2 (J = 3/2, 5/2, 7/2) et 5D3,4 → 7FJ (J = 6, 5, 4, 3, 2) transitions was detected respectively in the UV and Visible. It is proportional to concentration. Due to low considered concentrations, resonant non-radiative energy transfer Gd3+ → Tb3+ is observed only in LaP5O14 : Gd3+2.25%,Tb3+4.50% and no quenching. Under UV excitation, green fluorescence of LaP5O14 : Tb3+4.50% et LaP5O14 : Gd3+2.25 %,Tb3+4.50% at 541 nm, is important for Hg-free fluorescent lamps and PDP.