Люминесценция эрбия в порошках (Y, Er, Yb)3Al5O12

Хорошко Л.С., Гапоненко Н.В., Руденко М.В., Сукалин К.С., Мудрый А.В., Радюш Ю.В.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Хорошко Л.С., Гапоненко Н.В., Руденко М.В., Сукалин К.С., Мудрый А.В., Радюш Ю.В. Люминесценция эрбия в порошках (Y, Er, Yb)3Al5O12 // Оптический журнал. 2019. Т. 86. № 2. С. 74–78. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2019-86-02-74-78

Khoroshko L.S., Gaponenko N.V., Rudenko M.V., Sukalin K.S., Mudriy A.V., Radyush Yu.V. Erbium luminescence in (Y, Er, Yb)3Al5O12 powders [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2019. V. 86. № 2. P. 74–78. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2019-86-02-74-78

Ссылка на англоязычную версию:

L. S. Khoroshko, N. V. Gaponenko, M. V. Rudenko, K. S. Sukalin, A. V. Mudryĭ, and Yu. V. Radyush, "Erbium luminescence in (Y, Er, Yb)₃Al₅O₁₂ powders," Journal of Optical Technology. 86(2), 124-128 (2019). https://doi.org/10.1364/JOT.86.000124

Аннотация:

В работе исследована стоксова и антистоксова люминесценция (ап-конверсия) эрбия в порошках алюмоиттриевых гранатов с различной концентрацией эрбия, а также солегированных эрбием и иттербием, синтезированных золь-гель методом с использованием многостадийной термообработки. Установлено, что фазовый состав полученных порошков соответствует кристаллической структуре граната. Для всех порошков зарегистрирована интенсивная стоксова люминесценция с максимумом 1,53 мкм, обусловленная электронным переходом 4I13/2 → 4I15/2, и антистоксова люминесценция с наиболее интенсивной полосой в области 0,65–0,69 мкм, связанной с переходом 4F9/2 → 4I15/2 ионов Er3+. Наибольшая интенсивность стоксовой люминесценции наблюдается для максимального рассматриваемого замещения иттрия эрбием, что соответствует стехиометрии Y1,5Er1,5Al5O12. Наибольшая интенсивность антистоксовой люминесценции — для самой низкой концентрации эрбия и при солегировании иттербием со стехиометриями Y2,71Er0,29Al5O12 и Y2Er0,5Yb0,5Al5O12, соответственно.

Ключевые слова:

люминесценция, эрбий, ап-конверсия, алюмоиттриевый гранат, золь-гель метод

Благодарность:

Работа выполнена при поддержке белорусско-индийского гранта ГКНТ (договор с БРФФИ № Ф17ИНДГ-001) и молодёжного гранта БРФФИ-МинОбр (договор № Ф16МВ-015).

Коды OCIS: 160.2540, 190.7220, 260.3060, 260.3800

Список источников:

1. Kik P.G., Polman A. Cooperative upconversion as the gain-limiting factor in Er doped miniature Al2O3 optical waveguide amplifiers // J. Appl. Phys. 2003. V. 93. № 9. P. 5008–5012.
2. Gaponenko N.V., Malyarevich G.K, Tsyrkunou D.A., Stepanova E.A., Mudryi A.V., Gusev O.B., Terukov E.I., Stepikhova M.V., Krasilnikova L.V., Drozdov Yu.N. Optical properties of erbium-doped xerogels embedded in porous anodic alumina // Opt. Mater. 2006. V. 28. P. 688–692.
3. Zhou B., Shi B., Jin D., Liu X. Controlling upconversion nanocrystals for emerging applications // Nature nanotechnology. 2015. V. 10. P. 924–936.
4. Shalav A., Richards B.S., Green M.A. Luminescent layers for enhanced silicon solar cell performance: Up-conversion // Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 2007. V. 1. № 9. P. 829–842.
5. Hernández-Rodríguez M.A., Imanieh M.H., Martín L.L., Martín I.R. Experimental enhancement of the photocurrent in a solar cell using up-conversion process in fluoroindate glasses exciting at 1480 nm // Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 2013. V. 116. P. 171–175.
6. Badr Y., Batti-sha I.K., Salah A., Salem M.A. Up-conversion luminescence application in Er3+:TiO2 thin film prepared by dip coating sol-gel route // Indian Journal of Pure and Applied Physics. 2008. V. 46. P. 706–711.
7. Bahtat A., Bouazaoui M., Bahtat M., Garapon C., Jacquier B., Mugnier J. Up-conversion fluorescence spectroscopy in Er3+:TiO2 planar waveguides prepared by a sol-gel process // J. Non-Cryst. Solids. 1996. V. 202. P. 16–22.
8. Huang Y., Seo H.J., Yang Y., Zhang J. Visible up-conversion luminescence in Er3+-doped PbWO4 single crystals // Mater. Chem. Phys. 2005. V. 91. P. 424–430.
9. Auzel F. Up-conversion and anti-Stokes processes with f and d ions in solids // Chem. Rev. 2004. V. 104. № 1. P. 139–173.
10. Garskaite E., Lindgren M., Einarsrud M.-A., Grande T. Luminescent properties of rare earth (Er, Yb) doped yttrium aluminium garnet thin films and bulk samples synthesised by an aqueous sol–gel technique // J. Eur. Ceram. Soc. 2010. V. 30. P. 1707–1715.
11. Maliarevich G.K., Gaponenko N.V., Mudryi A.V., Stepanova E.A., Drozdov Y.N., Stepikhova M.V. Terbium photoluminescence in yttrium aluminum garnet xerogels // Semiconductors. 2009. V. 43. № 2. P. 158–161.
12. Хорошко Л.С., Руденко М.В., Кривошеев А.В., Меледина М.В., Гапоненко Н.В., Райченок Т.Ф., Тихомиров С.А. Золь-гель синтез и люминесценция плёночных структур, содержащих иттрий-алюминиевый гранат, легированный иттербием // Докл. БГУИР. 2017. T. 104. № 2. C. 58–63.