Nadir toprak iyonları ile katkılandırılmış Sr0.5Ca0.5AO4(A:Mo, W) fosforlarının sol-jel metodu ile sentezi, yapısal ve optik özelliklerinin incelenmesi
The investigation of structural and optical properties, synthesis of Sr0.5Ca0.5AO4(A:Mo, W) phosphors dopped with rare earth ions by sol-gel method
Yazar: MEHMET İSMAİL KATI
Danışman: PROF. DR. RANA KİBAR ; PROF. DR. AHMET ÇETİN
Manisa Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Genel Fizik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu çalışmada sol-jel metodu ile katkılandırılmamış ve Eu+3, Dy+3 nadir toprak iyonlarıyla katkılandırılmış Sr0,5Ca0,5WO4 ve Sr0,5Ca0,5MoO4 fosforları başarılı bir şekilde sentezlenmiştir. Sentezlemenin ardından X-ışını kırınımı (XRD), fourier dönüşümlü kızılötesi spektrometresi (FT-IR), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile örneklerin yapısal özellikleri araştırılmıştır. Örneklerin X-ışını kırınım desenlerinin incelenmesiyle, I41/a uzay grubunda tetragonal şelit yapıya sahip oldukları ve katkılandırılan nadir toprak iyonlarının temel kristal yapılarına bir etkisinin olmadığı görülmüştür. Örneklere ait FT-IR spektrumlarında 750-900 cm-1 aralığında görülen [WO4]-2 ve [MoO4]-2 grupları içerindeki karakteristik anti-simetrik W-O ve Mo-O gerilme titreşimleri şelit yapıyı desteklemektedir. Toz fosforlara ait SEM görüntülerinin tamamında dairesel tanecik yapısı saptanmıştır. 
Sr0,5Ca0,5WO4 ve Sr0,5Ca0,5MoO4 toz fosforlarının lüminesans özellikleri radyolüminesans (RL), fotolüminesans (PL) ve termolüminesans (TL) yöntemleri ile incelenmiştir. Katkılandırılmamış Sr0,5Ca0,5WO4 ve Sr0,5Ca0,5MoO4 örneklerinde sırasıyla 530 nm de maksimuma sahip 400 – 750 nm ve 500 nm de maksimuma sahip 350 - 700 nm aralıklarında geniş RL emisyon bandları elde edilmiştir. Katkılandırılmış örneklerle elde edilen lüminesans sonuçlarında, Eu+3 ve Dy+3 iyonlarının karakteristik emisyon pikleri mevcuttur. Molibdat tabanlı örneklerde, artan Eu+3 konsantrasyonunun Dy+3 iyonlarına ait 575 nm deki ana emisyonu önemli ölçüde güçlendirdiği görülmüştür. Bu sonuçlara göre; ev sahibi malzemedeki nadir toprak iyonu konsantrasyonu değiştirilerek çok renkli lüminesans elde edilebilmektedir.

Abstract:
In this study, un-doped and Eu, Dy rare earth ions doped Sr0.5Ca0.5WO4 and Sr0.5Ca0.5MoO4 phosphors were successfully synthesized by sol-gel method. After the synthesis process, the structural properties of the samples were studied by X-ray diffraction (XRD), fourier transform infrared spectrometry (FT-IR), scanning electron microscope (SEM). By examining the X-ray diffraction patterns of the samples, it was observed that they have tetragonal scheelite structure in the I41 / a space group and that the doped rare earth ions have no effect on their basic crystal structure. The characteristic anti-symmetrical W – O and Mo – O stress vibrations within the groups [WO4]2- and [MoO4]2-, which are seen in the range of 750-900 cm-1 in the FT-IR spectra of the samples, support the scheelite structure. Spherical grain structure was detected in all SEM images of powder phosphors.
The luminescence properties of Sr0.5Ca0.5WO4 and Sr0.5Ca0.5MoO4 powder phosphos were investigated via radioluminescence (RL), photoluminescence (PL) and thermoluminescence (TL) techniques. A broad RL emission bands in the undoped Sr0,5Ca0,5WO4 and Sr0,5Ca0,5MoO4 samples were obtained in the 400 - 750 nm and 350 - 700 nm ranges with maxima at 530 nm, respectively. In the luminescence results obtained with the doped samples, there are characteristic emission peaks of Eu3+ and Dy3+ ions. In molybdate-based samples, it was observed that the main emission of Dy3+ ions at 575 nm was significantly enhanced with increasing Eu3+ concentration. According to these results, multicolor luminescence can be obtained by changing the rare earth ion concentration in the host material.