Effect of Eu3+ on luminescence property in LiBaGdSi glass

Abstract

The aims of this research, study the optical and luminescence properties of LiBaGdSi glasses doped with Eu3+ ions. The glass sample were prepared (50-x)SiO2 : 25Li2O : 20BaO : 5Gd2O3 : xEu2O3 where x was concentration of (0.0, 0.1, 0.5, 1.0, 1.5 and 2.0 mol%) using conventional melt-quenching technique. The results found that absorption spectra in the wavelength from 200 to 2,500 nm revealed six absorption peaks are assigned to the transition from the bottom of 7F0 and 7F1 to 5L6 (394 nm) 5D2 (464 nm) 5D2 (531 nm) 5D0 (583 nm) 7F6 (2090 nm) and 7F6 (2208 nm). The absorbance spectrum of glass samples were absorbed in the ultraviolet, visible light range up to the infrared range. with a wavelength of 200 to 2,500 nm, then the glass sample is light red. The excitation spectra of LiBaGdSi glasses were performed to know the emission wavelength, which were obtained by monitoring the emission with 613 nm. The excitation spectra consisted of seven are assigned to the transition from the bottom of 7F0 to 5D4 (363 nm) 5L7 (382 nm) 5L6 (394 nm) 5D3 (414 nm) 5D2 (414 nm) 5D1 (526 nm) and transition from 7F1 to 5D2 (533 nm). The highest intensity of excitation peaks about 394 nm, which corresponds to changing the energy level from floor state 7F0 to 5L6. Hence it was chosen as excitation wavelength to study the emission spectra. The emission spectra contained two emission bands at 550 and 750 nm, which correspond to the 5D0 → 2F7 transitions. The emission spectra at 613 nm is the most intense band in this glass system. In addition, the result found that the quenching concentration was found at 1.0 mol% of Eu2O3 concentration.

งานวิจัยนี้ทำเพื่อศึกษาสมบัติการเปล่งแสงของแก้ว LiBaGdSi เจือด้วย Eu3+ และเตรียมแก้วจากสูตร (50-x)SiO2 : 25Li2O : 20BaO : 5Gd2O3 : xEu2O3 เมื่อ x เป็นความเข้มข้นของ Eu2O3 (0.0 0.1 0.5 1.0 1.5 และ 2.0 ร้อยละโดย โมล) ถูกเตรียมขึ้นด้วยเทคนิคการหลอมแล้วทำให้เย็นตัวอย่างรวดเร็ว ผลการศึกษาพบว่าสเปกตรัมการดูดกลืนแสงของแก้ว ในช่วงความยาวคลื่น 200 ถึง 2,500 นาโนเมตร พบพีคของการดูดกลืนแสงจำนวน 6 พีค โดยการดูดกลืนแสงเกิดจากการ เปลี่ยนแปลงจากระดับชั้นพลังงาน 7F0 และ 7F1 ไปยังระดับชั้นพลังงาน 5L6 (394 nm) 5D2 (464 nm) 5D2 (531 nm) 5D0 (583 nm) 7F6 (2090 nm) และ 7F6 (2208 nm) สังเกตพบว่าสเปกตรัมการดูดกลืนแสงของแก้วตัวอย่างจะถูกดูดกลืนในช่วง อัลตราไวโอเลต วิซิเบิล จนถึงช่วงอินฟาเรด โดยที่ความยาวคลื่น 200 ถึง 2,500 นาโนเมตร จึงส่งให้ตัวอย่างแก้วเป็นสีแดง อ่อน สเปกตรัมการกระตุ้นด้วยแสงของแก้วลิเทียมแบเรียมแกโดลิเนียมซิลิเกตถูกวิเคราะห์เพื่อศึกษาการเปล่งแสงของแก้ว ตัวอย่าง โดยกำหนดความยาวคลื่นสำหรับการเปล่งแสงที่ 613 นาโนเมตร ซึ่งจะพบพีคการกระตุ้นด้วยแสงจำนวน 7 พีค จาก ระดับชั้นพลังงาน พลังงาน 7F0 ไปยังระดับชั้นพลังงาน 5D4 (363 nm) 5L7 (382 nm) 5L6 (394 nm) 5D3 (414 nm) 5D2 (414 nm) 5D1 (526 nm) และจากระดับชั้นพลังงาน 7F1 ไปยังระดับชั้นพลังงาน 5D2 (533 nm) ตามลำดับ และพบว่าความ สูงของพีคการกระตุ้นสูงสุดเกิดขึ้นที่ความยาวคลื่น 394 nm ซึ่งสอดคล้องกับการเปลี่ยนระดับพลังงานจากสถานะพื้น 7F0 ไป ยังระดับพลังงาน 5L6 ดังนั้นจึงเลือกใช้ค่าความยาวคลื่นดังกล่าวเป็นความยาวคลื่นในการกระตุ้นให้แก้วเปล่งแสงที่ความยาว คลื่นประมาณ 550 ถึง 750 นาโนเมตร ที่สอดคล้องกับการเปลี่ยนระดับพลังงานของยูโรเพียมไอออนจากสถานะกระตุ้น 5D0 ไปยังสถานะพื้น 7F2 โดยแก้วตัวอย่างจะสามารถเปล่งแสงที่มีความยาวคลื่น 613 นาโนเมตร ได้สูงสุด และยังพบว่าแก้ว ตัวอย่างเจือด้วยยูโรเพียมไอออนที่มีปริมาณความเข้มข้น 1.0 ร้อยละโดยโมล จะเปล่งแสงได้สูงกว่าตัวอย่างอื่น ๆ