Структура і люмінесценція літій-германатної склокераміки LI2O-7GEO2, легованої іонами хрому
Анотація
STRUCTURE AND LUMINESCENCE OF THE LI2Ox7GEO2LITHIUM-GERMANATE GLASS-CERAMICS DOPED WITH CHROMIUM IONS
S. Nedilko, V. Boyko, Y. Rybak, M. Trubitsyn, M.Volnyanskii, M. Koptev
Currently, there are searches for ways to increase the efficiency of converting sunlight into electric current, or blue-violet radiation of light-emitting diodes in yellow-red radiation to create effective sources of "white" light. These problems are solved, in particular, by applying to the surface of solar cells, or LEDs, a luminescent coating, in which purple radiation is absorbed and turned into yellow-red. In commercial white LEDs, this coating is usually a polymer composite, where the filler is an oxide compound: yttrium-aluminum garnet doped with cerium ions. In operation, over time and as a result of heating, there is a mechanical degradation of the polymer matrix, which leads to deterioration of the characteristics and failure of the device. Nowadays, as promising for the mentioned purposes, coatings based on oxide matrices are considered, which, in contrast to the polymeric ones, are stable both in time and in the heat load.
The purpose of the study is to study the luminescence properties and structural characteristics of oxide lithium-germanate glass ceramics.
The set of the samples in glass ceramics and polycrystalline states were made using amorphous Li2O-7GeO2glass (LGO) as starting material and then they were studied using luminescence spectroscopy procedure. The X-ray diffraction analysis had revealed that the glass-ceramics state samples are built by the grains of the lithium tetragermanate, Li2Ge4O9, micro/ nanocrystals incorporated into amorphous germanium oxide, GeO2, matrix. When the transition to polycrystalline state occurs the tetragermanate phase crystals vanishes, while heptagermanate crystals, Li2Ge7O15 are formed. The results of luminescent study of the doped with chromium ions materials had confirmed in the whole mentioned above. In fact, luminescence propertied to radiation transitions in Cr3+ionsplaced mainly in tetragermanat, Li2Ge4O9, was found for glass-ceramics state, while such luminescence propertied both to heptagermanate and tetragermanat was found for polycrystalline state. It was shown that just multiphase structure of the chromium doped lithium germanate compounds promotes designing luminescent transformers of violet radiation to the broad band green - red radiation. The studied material scan be used as luminescent thin film covers aimed to menhance effectiveness of the silicon solar cells, or to design white light emitting diodes.
Посилання
Daqin Chen, Weidong Xiang, Xiaojuan Liang, Jiasong Zhong, Hua Yu, Mingye Ding, Hongwei Lu, ZhenguoJi (2015). Advances in transparent glass–ceramic phosphors for white light-emitting diodes – A review. Journal of the European Ceramic Society, 35, 859–869.
M. Gaft, G. Boulon, G. Panczer, Y. Guyot, R. Reisfeld, S. Votyakov, G. Bulka. (2000). Unexpected luminescence of Cr5+ and Cr3+ ions in ZrSiO4 zircon crystals. J. of Luminescence, 87–89, 1118–1121.
S. Nedilko, V. Chornii, Yu. Hizhnyi, M. Trubitsyn, I. Volnyanskaya. (2014). Luminescence spectroscopy and electronic structure of the PbMoO4 and Pb2MoO5 single crystals. Optical Materials, 36, 1754–759.
Osoblyvosti optychnykh vlastyvostei litii-hermanatnoho sklata sklokeramiky u vydymii oblasti spektra / L. V. Poperenko, M. P. Trubitsyn, B. A. Nedilko [et al.] [Features of optical properties of the lithium germanate glasses and glass-ceramics in the visible]. Visnyk Kyivskoho natsionalnoho universytetu imeni Tarasa Shevchenka. Fizyko – matematychna seriia, 2015, 4, 213–216.
Nesterov O. O., Trubitsyn M. P., Volnyanskii D. M. (2015). Metastable state of the Li2O-11.5 GeO2glass-ceramics with a high electrical conductivity. Physics of the Solid State, 57 (4), 683–688.
Malashkevich, Yu. Bokshits, O. Chukova, V. Koukhar, S. Nedilko, G. Shevchenko (2016). Influence of gold nanoparticles on luminescence of Eu3+ ions sensitized by structural defects in germanate films. J. Phys. Chem. C., 120 (28), 15369–15377.
Yu. Hizhnyi, A. Oliynik, O. Gomenyuk, S. Nedilko, P. Nagornyi, R. Boiko, V. Boyko (2008). The electronic structure and optical properties of ABP2O7 (A = Na, Li) double phosphates. Optical Materials, 30, 687–689.
S. P. Feofilov, A. A. Kaplyanskii, A. B. Kulinkin, R. S. Meltzer, T. N. Vasilevskaya (2002). Fluorescence spectra and homogeneous line widths of Cr3+ in glass nucleating ferroelectric Li2Ge7O15. J. of Luminescence, 100, 155–161.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).