Silikat ve aluminat bazlı yeni ışıldarların hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparing and characterization of new silicate and aluminate phosphors
Yazar: FATİH MEHMET EMEN
Danışman: PROF. DR. NEVZAT KÜLCÜ
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Bölümü / Anorganik Kimya Ana Bilim Dalı / Kimya Eğitimi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Fosforesans = Phosphorescence ; Katı faz = Solid phase

Özet:
Bu çalışmada, silikat ve aluminat bazlı ışıldar fazları, Katı Hal, Sol Jel ve Hidrotermal yöntemleri kullanılarak sentezlendi. Sentezlenen aluminat bazlı ışıldarlar: M4Al14O25:Eu2+,Dy3+ (M:Sr, Ba); Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+.RE3+ (RE: Ce, Nd, Yb) ve Silikat bazlılar ise: CdSiO3:Mn2+,Eu3+,RE3+ (RE: Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Yb), ZnCdSi2O6:R,Gd3+, M2SiO4:Mn2+,Gd3+fazlarıdır. Hazırlanan ışıldar fazların karakterizasyonu Infrared (FT-IR) spektrometresi ve X-ışını toz kırınımı teknikleriyle yapıldı. Işıma özellikleri, luminesans sönüm süreleri ve quantum verimlerinin belirlenmesinde fotoluminesans spektrometresi kullanıldı. Tuzak derinlikleri ve parametreleri ise termoluminesans ışıma eğrilerinden Pik Biçimi ve Bilgisayarla Işıldama Eğrisi Ayrıştırma yöntemleri kullanılarak hesaplandı. Ayrıca, tüm ışıldarların kuantum verimleri Wrighton-Ginley-Morse yöntemiyle tespit edildi.Tüm ışıldar bileşiklerin uzun süreli ışıma için gerekli olan uygun tuzak derinliğine (0.6-0.8 eV) sahip oldukları belirlendi. Tanecik boyutu ve dağılımı ile ışıma şiddeti ve süresi arasındaki ilinti araştırıldı. Tanecik boyutunun küçülmesiyle ışıma şideti ve süresinin arttığı görüldü. Aluminat bazlı ışıldarların kuantum verimlerinin 7-45 arasında, silikat bazlı ışıldarların kuantum verimlerinin ise 1-60 arasında yer aldığı tespit edildi. Aluminat bazlı bileşiklerin termal olarak kararlı oldukları (> 1400 oC) ve görünür bölge ışınlarıyla uyarılabildikleri, silikat bazlı bileşiklerin ise 1100 oC üzerinde kararsız oldukları, genelde UV ışınlarıyla (254 nm) uyarılabildikleri belirlendi. Sonuç olarak, aluminat bazlı ışıldarlar seramik malzamelerin yapımında, silikat bazlı ışıldarlar ise floresan lambaların üretilmesinde kullanılabilecektir.

Abstract:
In this study, silicate and aluminate phosphors were synthesized by solid state, sol-gel and hydrothermal methods. Synthesised aluminate phosphors: Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+; Sr4Al14O25: Eu2+, Dy3+.RE3+ (RE:,Ce,Nd, Yb) and Ba4Al14O25:Eu2+, Dy3+. Silicates: CdSiO3:Mn2+; CdSiO3Mn2+,Gd3+ and CdSiO3:Mn,Eu3+,RE3+ (RE=Y,La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Yb) phases. Characterization of prepared phosphors carried out by using Infrared (FT-IR) spectrometry and x-ray powder diffraction techniques. Photoluminescence spectrophotometry was used for determination of emission properties, luminescence lifetime and quantum yields. In additon, trap depth and parameters were determined by using Peak shape and Computer Glow Curve Deconvolution methods from thermoluminescence glow curves. Also, quantum yields of all phosphors calculated by using Wrighton-Ginley-Morse method.As a result, it was assigned that all of compounds have suitable trap depth (0.6-0.8 eV). Quantum yields of aluminate and silicate phosphors have been lied in 7-45 and 1-60 ranges, respectively. The correlation of the particul size and distribution between emission intensity and luminescence lifetime were investigated. If the particul size decreases, the emission intensity and luminescence lifetime increases. It was determined that aluminate phosphors are thermally stable (> 1400 oC) and can be excited by visible light, also silicates are unstable over 1100 oC and generally are excited by UV light (254 nm). Therefore, aluminate phosphors can be used in producing flourescence lamps and silicates can be used in preparing ceramic materials.