اثر افزودن +RE3 بر ساختار و خواص فوتولومينسانس نانوذرات Y2O3 سنتز شده به كمك مايكروويو

دكتري

در اين تحقيق نانوذرات (+Y2O3:RE3+ (RE: Eu3+; Tb3+; Tb3+/Yb3+; Tm3+/Yb3 با خواص فوتولومينسانس رو به پايين (DC) و رو به بالا (UC) با روش تركيبي مايكروويو - هم رسوبي بدون استفاده از سورفكتانت و تنها با استفاده از اوره به عنوان عامل رسوب دهنده در مدت زمان كمتر از 10 دقيقه سنتز شد. گرمايش سريع مايكروويو و تجزيه كنترل شده اوره منجر به سنتز ذرات كروي غير اگلومره شد. با تغيير پارامتر هاي موثر هنگام سنتز از جمله غلظت اوره، غلظت يون هاي فلزي، دماي واكنش و مدت زمان سنتز، اندازه و توزيع اندازه ذرات كنترل و ذرات كروي در اندازه هاي مختلف از nm 60 تا 550 nm سنتز شد. ذرات سنتز شده اوليه داراي فاز بلوري (Y,RE)(OH)(CO3) است كه پس از كلسيناسيون در دماهاي بالاتر از C° 500 به فاز مكعبي +Y2O3:RE3 تبديل مي شود. تاثير دماي كلسيناسيون، اندازه ذره، غلظت و نوع دوپنت (+RE3) مورد استفاده بر خواص نوري، ساختاري و ريزساختاري +Y2O3:RE3 مطالعه شد. مشاهده شد كه نانوذرات كروي كلسينه شده چندبلوري بوده و اندازه بلورك ها مستقل از غلظت و نوع دوپنت مي باشد ولي با تغيير دماي كلسيناسيون از 700 °C به 1050 °C، اندازه بلورك ها از nm 15 به nm 25 افزايش يافت. از نظر خواص نوري نانوذرات +Y2O3:Eu3 و +Y2O3:Tb3 تحت تهييج UV، به ترتيب داراي نشر فلورسانس قرمز در طول موج nm 613 و نشر فلورسانس سبز در طول موج nm 489 بود. شدت نشر DC با افزايش دماي كلسيناسيون و درصد مولي دوپنت افزايش پيدا كرد. در نانوذرات +Y2O3:Eu3 پديده خاموشي لومينسانس تا 13% مولي +Eu3 و در +Y2O3:Tb3 تا 3% مولي +Tb3 مشاهده نشد. نانوذرات +Y2O3:Tb3+,Yb3 و +Y2O3:Tm3+,Yb3 به ترتيب داراي نشر UC سبز و آبي تحت تهييج NIR بودند. مكانيزم اصلي نشر UC در اين ذرات، مكانيزم انتقال انرژي مشاركتي (CET) ميان دوپنت هاي +Yb3 با دوپنت +Tb3 و يا +Tm3 ارائه شد. خاصيت نشر فلورسانس در طيف مرئي، مرفولوژي كروي با توزيع اندازه باريك و عدم اگلومراسيون نانوذرات +Y2O3:RE3، آن ها را كانديداي مناسبي براي كاربردهاي پزشكي به عنوان نشانگرهاي تصويربرداري پزشكي مي نمايد

189835

دانشگاه علم و صنعت ايران

سراميك

دكتر فرهاد گلستاني فرد - دكتر حسين سرپولكي