Herstellung und Eigenschaften nanokristalliner Y3AI5O12:Ce und Y2O3:Eu Leuchtstoffe

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• Publisher: Cuvillier Verlag
• Year: 2009
• eBook ISBN:
  9783736928626
• Print ISBN:
  9783867278621
• Edition: 1

Nanokristalline Leuchtstoffe wurden mittels der Methode der chemischen Gasphasenreaktion (CVR) hergestellt. Die Eigenschaften der Struktur und der Lumineszenz wurden analysiert und mit dem entsprechenden mikrokristallinen Material verglichen.Im Fall von Y3Al5O12: Ce, das als gelber Leuchtstoff auf blauen LEDs eingesetzt wird, um weißes Licht zu erzeugen, wurde die gewünschte Y3Al5O12-Phase in den wie hergestellten nanokristallinen Proben nicht beobachtet. Um diese Phase zu erhalten, war eine zusätzliche Temperbehandlung nach der CVR-Synthese notwendig. Eine Simulation, die auf Kissingers Theorie über thermisch aktivierte Reaktionen basiert, erlaubte eine Abschätzung der notwendigen Reaktor-Temperatur, mit der die YAG-Phase in-situ erhalten werden kann. In den UV-Lumineszenzuntersuchungen erhöhte sich im Nanomaterial die Emissionsintensität mit zunehmendem Y3Al5O12-Phasenanteil, blieb jedoch deutlich unter der Intensität der mikrokristallinen Referenz. Dies wurde einer unvollständigen Integration der Ce3+-Ionen in das Y3Al5O12 Gitter in den nanokristallinen Proben zugeschrieben.Y2O3: Eu ist als hocheffizienter rot emittierender Leuchtstoff für Leuchtstofflampen bekannt. Die CVR-Proben wiesen einkristalline Y2O3: Eu-Partikel mit einer kubischen Gitterstruktur auf. Die UV-Fluoreszenzspektroskopie zeigte einen starken Einfluss der Eu3+-Konzentration, der Partikelgröße und der Temperatur auf die beobachtete Lebensdauer. Die Konzentrationsabhängkeit der Fluoreszenzlebensdauer wurde erfolgreich durch das Modell des diffusionseingeschränkten Energietransfers für Leuchtstoffe beschrieben. Um die Teilchengrößenabhängigkeit in Y2O3: Eu zu beschreiben, wurde ein Schalenmodell für das von den Oberflächendefekten beeinflusste Volumen entwickelt. Durch die Anpassung der Messdaten mittels des Modells wurde abgeleitet, dass der Einflussbereich der Oberflächendefekte in Y2O3: Eu in der Größenordnung von 150 nm liegt und starke Auswirkungen auf die konzentrationsabhängige Lebensdauer der nanokristallinen Leuchtstoffe hat.