Ап-конверсионная люминесценция в смешанных кристаллах BaY1.8Lu0.2F8 , легированных ионами Er3+, при возбуждении на длине волны 1532 нм.
Аннотация
Повышение эффективности апконверсионных люминофоров является одной из важных задач материаловедения. В настоящей работе мы обращаемся к разупорядоченным кристаллам, а именно, твердым растворам BaY1.8Lu0.2F8, легированным ионами Er3+, для улучшения спектральных характеристик и эффективности ап-конверсии из ближней ИК области спектра. Для исследуемых соединений измерен внешний квантовый выход ап-конверсионной люминесценции на уровне 9.4 % при плотности мощности возбуждения 6 Вт/см2 на длине волны 1532 нм при 10 ат. % легирования Er3+. Также исследованные кристаллы BaY1.8Lu0.2F8:Er3+ позволяют регулировать параметр коррелированной цветовой температуры в диапазоне 2384–5149 К путем изменения концентрации и плотности мощности возбуждения. Выявленные в данной работе преимущества для кристаллических соединений BaY1.8Lu0.2F8:Er3+, такие как широкие полосы поглощения в инфракрасной области спектра, высокий внешний энергетический выход и управляемое распределение интенсивности полос люминесценции, делают их перспективными для повышения эффективности двухсторонних солнечных элементов
Скачивания
Литература
Lüthi S. R., Pollnau M., Güdel H. U., Hehlen M. P. Near-infrared to visible upconversion in Er3+-doped Cs3Lu2Cl9, Cs3Lu2Br9, and Cs3Y2I9 excited at 1.54 μm. Physical Review B. 1999;60(1): 162–178. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.60.162
Wang Y., Ohwaki J. New transparent vitroceramics codoped with Er3+ and Yb3+ for efficient frequency upconversion. Applied Physics Letters. 1993;63(24): 3268–3270. https://doi.org/10.1063/1.110170
Alexandrov A. A., Mayakova M. N., Voronov V. V., Pominova D. V., Kuznetsov S. V., Baranchikov A. E., Ivanov V. K., Fedorov P. P. Synthesis of upconversion luminophores based on calcium fluoride. Condensed Matter and Interphases. 2020;22(1): 3–10. https://doi.org/10.17308/kcmf.2020.22/2524
Singh R., Madirov E., Busko D., Hossain I. M., Konyushkin V. A., Nakladov A. N., Kuznetsov S. V., Farooq A. , Gharibzadeh S. , Paetzold U. W. , Richards B. S., Turshatov A. Harvesting sub-bandgap photons via upconversion for perovskite solar cells. ACS Applied Materials and Interfaces. 2021;13(46): 54874–54883. https://doi.org/10.1021/acsami.1c13477
Van Den Hoven G. N., Snoeks E., Polman A. Upconversion in Er-implanted Al2O3 waveguides. Journal of Applied Physics. 1996;79(3): 1258–1266. https://doi.org/10.1063/1.361020
Lyapin A. A., Gushchin, S. V., Kuznetsov S. V., Ryabochkina P. A., Ermakov A. S., Proydakova V. Yu., Voronov V. V., Fedorov P. P., Artemov S. A., Yapryntsev A. D., Ivanov V. K. Infrared-to-visible upconversion luminescence in SrF2:Er powders upon excitation of the 4I13/2 level. Optical Materials Express.2018;8(7): 1863–1869. https://doi.org/10.1364/OME.8.001863
Rubin J., Brenier A., Moncorge R., Pedrini C. Excited-state absorbtion and energy transfer in Er3+- doped LiYF4. Journal of Luminescence. 1986;36(1): 39—47. https://doi.org/10.1016/0022-2313(86)90029-3
Brede R., Heumann E., Koetke J, Danger T., Huber G., Chai B. Green up-conversion laser emission in Er‑doped crystals at room temperature. Applied Physics Letters. 1993;63(15): 2030–2031. https://doi.org/10.1063/1.110581
Kaiser M., Würth C., Kraft M., Hyppänen I., Soukka T., Resch-Genger U. Power-dependent upconversion quantum yield of NaYF4:Yb3+,Er3+ nanoand micrometer-sized particles-measurements and simulations. Nanoscale. 2017;9(28): 10051–10058. https://doi.org/10.1039/c7nr02449e
Madirov E. I., Konyushkin V. A., Nakladov A. N., Fedorov P. P., Bergfeldt T., Busko D., Howard I. A., Richards B. S., Kuznetsov S. V., Turshatov A. An upconversion luminophore with high quantum yield and brightness based on BaF2:Yb3+,Er3+ single crystals. Journal of Materials Chemistry C. 2021;9(10): 3493–3503. https://doi.org/10.1039/d1tc00104c
Liu Y., Zhou Z., Zhang S., Zhao E., Ren J., Liu L., Zhang J. Mechanisms of upconversion luminescence of Er3+-doped NaYF4 via 980 and 1530 nm excitation. Nanomaterials. 2021;11(10): 2767. https://doi.org/10.3390/nano11102767
Ivanova S., Pellé F. Strong 1.53 um to NIR–VIS– UV upconversion in Er-doped fluoride glass for highefficiency solar cells. Journal of the Optical Society of America B. 2009;26(10): 1930–1937. https://doi.org/10.1364/JOSAB.26.001930
Shalav A., Richards B. S., Trupke T. Application of NaYF4:Er3+ up-converting phosphors for enhanced near-infrared silicon solar cell response. Applied Physics Letters. 2005;86(1): 013505-1–013505-3. https://doi.org/10.1063/1.1844592
Ivaturi A., MacDougall, Sean K. W., Martín- Rodríguez R., Quintanilla M., Marques-Hueso J., Krämer, Karl W., Meijerink A., Richards, Bryce S. Optimizing infrared to near infrared upconversion quantum yield of b-NaYF4:Er3+ in fluoropolymer matrix for photovoltaic devices. Journal of Applied Physics. 2013; 114(1): 013505. https://doi.org/10.1063/1.4812578
Boccolini A., Faoro R., Favilla E., Veronesi S., Tonelli M. BaY2F8 doped with Er3+: An upconverter material for photovoltaic application. Journal of Applied Physics. 2013;114(6): 064904. https://doi.org/10.1063/1.4817171
Kaminskii A. A., Sobolev B. P., Sarkisov S. E., Denisenko G. A., Ryabchenkov V. V., Fedorov V. A., Uvarova T. V. Physicochemical aspects of the synthesis of BaLn2F8-Ln3+ single crystals. Spectroscopy and stimulated emission of these crystals. Izv. Akad. Nauk SSSR, Neorg. Mater. 1982;18(3): 482–497. (In Russ.)
Copyright (c) 2022 Конденсированные среды и межфазные границы
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
