en fr Optical and structural characterizations of rare earth ultraphosphates LnP5O14 Ln=La, Gd and Y synthesized in the solid state and by sol-gel process Caractérisations structurales et optiques dultraphosphates de terres rareReportar como inadecuado




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1 ICCF - Institut de Chimie de Clermont-Ferrand

Abstract : This work deals with the development of polycrystalline Eu and-or Tb activated ultraphosphate luminophors of formula LnP5O14 Ln = Gd, La,Y synthesized by the sol-gel process. The experimental conditions have been optimized. The characterization of the intermediate and final materials has been carried out from the structural point of view using DRX, IR and Raman, NMR techniques and from the morphological point of view using both SEM and Laser granulometry. The use of Eu3+ as fluorescent probe allowed specifying the materials characterization by identifying the spectral signature of the emitting centers in relationships with their crystallographic environment. Both monoclinic C2-c and orthorhombic Pnma polymorphs of YP5O14 have been characterized using single-crystal XRD. An extended crystal chemical study of LnP5O14 ultraphosphate revealed the existence of a monoclinic C2-c form for both Eu and Gd members and invalidated the existence of the orthorhombic Pmna form of rare earths of greatest ionic radii. This apparent polymorph should be better described in the monoclinic P21-c symmetry. The study of the luminescence properties under VUV excitation of Eu3+ doped ultraphosphates showed that the requirement for using these matrices as plasma display panels are achieved. In the Gd matrix a process of down-conversion may induce an energy transfer between Gd3+ and Eu3+ ions when the excitation reaches the characteristic absorption band of the ultraphosphate matrix.

Résumé : Ce travail est consacré au développement de luminophores ultraphosphatés de formule LnP5O14 Ln=Gd, La et Y activés par les ions Eu3+ et-ou Tb3+, synthétisés par la technique sol-gel sous forme de poudres. Les conditions opératoires optimales ont été déterminées, la caractérisation des intermédiaires de réaction et de matériaux finaux a été menée d-un point de vue structural DRX, IR, Raman, RMN ou morphologique MEB, granulométrie laser. L-activation par une sonde fluorescente comme l-ion Eu3+ a aussi permis d-affiner la caractérisation des matériaux en identifiant les signatures spectrales des centres émetteurs corrélativement à leur environnement cristallographique. Une étude structurale a permis de caractériser les variétés monoclinique C2-c et orthorhombique Pnma de l-ultraphosphate d-yttrium YP5O14 à partir des données de la diffraction X sur monocristal. Une étude cristallochimique approfondie des ultraphosphates de formule LnP5O14 a révélé l-existence des variétés monocliniques C2-c pour les ultraphosphates EuP5O14 et GdP5O14 et invalidé l-existence de la variété orthorhombique Pnma pour les ultraphosphates de terres rares de plus grands rayons ioniques. L-étude des propriétés de luminescence sous excitation VUV a montré que les matrices ultraphosphates étudiées dopées en ions Eu3+, répondent favorablement aux conditions requises pour être employées dans les dispositifs plasma. Dans la matrice au gadolinium, un processus de down-conversion est à l-origine du transfert d-énergie entre les ions Gd3+ Et Eu3+ lorsque l-excitation est portée dans la bande d-adsorption caractéristique de la matrice ultraphosphate.

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Keywords : Crystal structure Rare earths

Mots-clés : Ultraphosphates Sol-gel Etude structurale Terres rares Luminescence





Autor: Aïcha Mbarek -

Fuente: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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