Propiedades de emisión de conversión ascendente de Er³⁺/Yb³⁺ codopado en Y₂MoO₆ y cálculos según la teoría Judd-Ofelt

WU Kunyao ,  

MIAO Zifan ,  

WANG Yanan ,  

LU Yuanyuan ,  

LI Zhao ,  

摘要

Se preparó una serie de fósforos de conversión ascendente Y₂MoO₆:0.01Er³⁺/xYb³⁺ con diferentes concentraciones de iones Yb³⁺ (0.01, 0.03, 0.05, 0.07, 0.09, 0.11) mediante el método de estado sólido a alta temperatura. Se estudiaron y calcularon sus propiedades lumínicas mediante difracción de rayos X (XRD), microscopía electrónica de barrido (SEM), espectros de emisión fluorescente, curvas de decaimiento fluorescente y cálculos de la teoría de Judd-Ofelt. Los resultados experimentales muestran que Y₂MoO₆:0.01Er³⁺/xYb³⁺ pertenece a una fase monoclínica, con alta pureza de muestras, y que los iones dopantes no alteran la estructura de la matriz. Bajo una longitud de onda de excitación de 980 nm, con el aumento del contenido de iones Yb³⁺, la intensidad de emisión espectral primero aumenta y luego disminuye; la intensidad máxima se alcanza con una dopaje de 0.09, y la muestra emite luz verde, seguida de extinción por concentración. Según la teoría de transferencia de energía de Dexter, el principal factor de la extinción por concentración es la interacción dipolo-dipolo eléctrica. La emisión verde aparece en la región de 520 a 570 nm, con transiciones de niveles Er³⁺ ²H₁₁/₂ → ⁴I₁₅/₂ y ⁴S₃/₂ → ⁴I₁₅/₂. La emisión roja ocurre entre 650 y 680 nm, con la transición ⁴F₉/₂ → ⁴I₁₅/₂ de Er³⁺. Tanto la emisión verde como la roja pertenecen a un proceso de dos fotones. Se calcularon los parámetros espectrales mediante la teoría J-O, aumentando el contenido de iones Yb³⁺ los valores de Ω₂ son 0.16×10⁻²⁰ cm², 0.28×10⁻²⁰ cm², 0.38×10⁻²⁰ cm², 0.39×10⁻²⁰ cm², 0.56×10⁻²⁰ cm² y 0.42×10⁻²⁰ cm², alcanzando un máximo en x=0.09. Esto se debe principalmente a que en ese punto la simetría local del sistema de emisión es mínima, lo que aumenta la superposición orbital y facilita las transiciones electrónicas entre niveles, promoviendo el proceso de emisión por conversión ascendente.

关键词

Codopado doble Er³⁺/Yb³⁺; emisión de conversión ascendente; transferencia de energía; teoría Judd-Ofelt

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