Author: KORA LU ROJAS BALDIVIA

Materiales luminiscentes excitados en UV-Azul para producir luz blanca

Luminescent materials excited under UV-Blue light to produce white light

KORA LU ROJAS BALDIVIA (2019)

El objetivo principal de esta investigación fue producir un material luminiscente con emisión en rojo para aplicaciones en lámparas de luz blanca basadas en LEDs. En particular, un material con longitud de onda en λem= 617 nm basado en molibdato de litio, bario y lantano con incorporación de iones de Eu3+ y Tb3+ (Li3Ba2La3(MoO4)8:Eu3+,Tb3+), que emite en color rojo al ser excitado con radiación ultravioleta de longitud de onda larga y azul. Este material se sintetizó por el método de combustión y se obtuvieron distintas muestras para diferentes concentraciones de dopaje y tiempos de sinterizado. La estructura cristalina del material luminiscente, analizado por difracción de rayos-X es monoclínica C2/c (15), Z=2 de acuerdo con la carta cristalográfica JCPDS 01-077-0830. La caracterización por Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) y Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM) revelaron una morfología similar en todas las muestras: son partículas aglomeradas de forma irregular, cuyos tamaños son aproximadamente de 1 a 7 µm y están rodeadas por partículas más pequeñas de aproximadamente 50 nm. Los resultados de absorbancia y reflectancia difusa revelaron la presencia de iones de Eu3+ y Tb3+. Mediciones de catodoluminiscencia indicaron que la composición es óptima para las razones de dopaje Eu3+:Tb3+ de 80:0, 90:0 y 20:80. Mientras que, las muestras con razones de dopaje 80:0, 60:40 y 20:80 presentaron la mayor intensidad en un análisis por fotoluminiscencia, así como también presentaron los valores más altos de eficiencia cuántica. El Li3Ba2La3(MoO4)8:(Eu3+, Tb3+) es un candidato prometedor como componente emisor de rojo para mejorar el Índice de Rendimiento del Color (CRI, Color Rendering Index) en los sistemas de iluminación basados en dispositivos de estado sólido, en particular los diodos emisores de luz que proporcionan fotones en el rango UV-Azul para la excitación de la luminiscencia.

The primary goal of this work was to produce a luminescent material with red emission for applications in solid-state white-light lamps. In particular, a material with emission wavelength at λem = 617 nm, excited under long UV wavelength and based on Eu3+, Tb3+- activated molybdates Li3Ba2(La1-x-yEuxTby)(MoO4)8 with 0 ≤ x ≤ 1 and 0 ≤ y ≤ 1. A series of powder samples were synthesized by the combustion method and post-annealed at 800°C in air. The crystallographic phase formation of the samples was investigated by X-ray diffraction which revealed the monoclinic C2/c (15) space group with Z=2, in agreement with the JCPDS 01-077-0830 database reports. A detailed characterization by Scanning Electron Microscopy (SEM) and Transmission Electron Microscopy (TEM) showed a similar morphology in all samples: rather large (1-7 µm) agglomerate particles with irregular shape and surrounded by smaller (≈ 50 nm) particles. The results of absorption and diffuse reflectance corroborate the presence of Eu3+ and Tb3+ ions. Cathodoluminescence measurements indicated that the highest emission intensity was for Eu3+:Tb3+ doping ratios of 80:0, 90:0 and 20:80. While, the samples with 80:0, 60:40 and 20:80 doping ratios showed the highest intensity in a detailed photoluminescence analysis, as well as, they showed the highest quantum yield values. The luminescent material Li3Ba2La3(MoO4)8:(Eu3+, Tb3+) is a promising candidate for its application as a red emitting component in solid-state white-light lamps with improved Color Rendering Index (CRI) based on solid state LED’s that provide UV-Blue wavelengths for luminescence excitation.

Master thesis

Luminiscencia roja, molibdato, Eu3+, Tb3+, diodo emisor de luz luminescence, molybdate, Eu3+, Tb3+, light emitting diode INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE MATERIALES PROPIEDADES DE LOS MATERIALES PROPIEDADES DE LOS MATERIALES