نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده فیزیک، دانشگاه، پیام نور، تهران، ایران

2 گروه فیزیک، دانشگاه، پیام نور، تهران، ایران

چکیده

در این پژوهش نانوفسفر mol%) SrZrO3:xEu3+ (x=0.1-0.5به روش سل-ژل خوداحتراقی با سوخت اسید سیتریک در دمای °C 350 تهیه شد. نتایج پراش پرتو ایکس (XRD) نشان داد دمای بهینه جهت تشکیل نمونة تک فاز نانو فسفرها با ساختار بلوری پروسکایت °C 900 می‌باشد. ریخت-شناسی نمونه‌ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM) انجام شد. جهت بررسی آنالیز کمی از میزان عناصر موجود از آنالیز تفکیک انرژی پرتو ایکس (EDXA) متصل به دستگاه SEM استفاده شد. به منظور بررسی خواص ترمولومینسانس (TL)، ابتدا نمونه‌ها به مدت یک ساعت در دمای °C 500 حرارت‌دهی شد و سپس برای مقادیر مختلف ناخالصی Eu توسط اشعه ایکس پرتودهی شدند. بیشینه شدت ترمولومنیسانس برای نمونه SrZrO3:xEu3+ با ناخالصی x=0.3 mol% به دست آمد. نمونه Sr0.097Eu0.003ZrO3 در بازه‌های زمانیs 30 تا min 5 تحت پرتودهی اشعه ایکس قرار گرفت. با افزایش زمان پرتودهی، تعداد حامل‌های بار افزایش می‌یابد که افزایش شدت ترمولومینسانس را نتیجه می‌دهد. خطی بودن و تکرارپذیری برای این نمونه بررسی شد که با توجه به پایداری قابل توجه و خطی بودن پاسخ ترمولومینسانس، می‌تواند گزینه مناسبی برای دزیمتری باشد. پارامترهای سینتیک نظیر؛ انرژی فعال سازی، فاکتور فرکانس و مرتبه سینتیک نیز برای دزیمتر Sr0.097Eu0.003ZrO3 محاسبه شد.

کلیدواژه‌ها

[1] J. J. Bos. (2017). Thermoluminescence as a research tool to investigate luminescence mechanisms. Materials, 10. 1357.
[2] Sh. Katyayan and S. Agrawa. (2017). Investigation of spectral properties of Eu3+ and Tb3+ doped   strontium zirconium trioxide orthorhombic perovskite for optical and sensing applications. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 28. 18442.
[3] C. Cruz-Vazquez and C. Cortez-Galaz. (2022).  Beta radiation excited thermoluminescence of solid-state synthesized SrZrO3 phosphors. Applied Radiation and Isotopes, 188. 110390.
[4] Zahedifar M, Sadeghi E. (2013). Thermoluminescence dosimetry properties of new Cu Doped CaF2 Nanoparticles. Radiation protection dosimetry. 157:303-309.
[5] Salah N, Alharbi ND, Habib S, Lochab S. (2015). Thermoluminescence properties of Al2O3: Tb nanoparticles irradiated by gamma rays and 85 MeV C6+ ion beam. Luminescence. 167:59-64.
[6] Evangeline B, Abdol Azeem P. (2016). Temperature optimization of CaZrO3 nanophosphors by structural and photoluminescence studies. Materials Today. 3: 3901-3907.
[7] S. Katyayan and S. Agrawal. (2019). Optical behavior and TL kinetics of Eu3+ and Tb3+ Doped zirconate thermoluminescent phosphors. Optical and Quantum Electronics, 51:277
[8] Bach, M., Schemmel, T., Hub´alkov´a, J., Bühringer, M., Jansen, H., Aneziris, C.G. (2021). Effect of thermal treatment conditions on the solid-state synthesis of barium zirconate from barium carbonate and monoclinic zirconia. Ceram. Int. 47, 25839–25845
[9] Arabac1, A., Altınçekiç, T.G., Der, M., ¨Oksüz¨omer, M.A.F. (2019). Preparation and properties of ceramic electrolytes in the Nd and Gd Co-doped ceria systems prepared by polyol method. J. Alloys Compd. 792, 1141–1149.
[10] Daniel, D.J., Annalakshmi, O., Madhusoodanan, U., Ramasamy, P. (2014). Thermoluminescence characteristics and dosimetric aspects of fluoroperovskites (NaMgF3:Eu2+, Ce3+). J. Rare Earths 32, 496–500
[11] Sahu IP, Bisen DP, Tamrakar RK, Murthy K, MohapatraM. (2017). Studies on the luminescence properties of CaZrO3:Eu3+ phosphors prepared by the solid state reaction method. Advanced Materials and Devices. 2: 69-78.
[12] Katyayan, S., Agrawal, S. (2018a). Facile molten salt synthesis, structural, morphological and optical studies of ASiO3:Eu2+, Er3+ (A = Ca, Ba, Sr) perovskites. J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 29, 16609–16629
[13] Katyayan, S., Agrawal, S. (2018b). Effect of rare earth doping on optical and spectroscopic characteristics of BaZrO3:Eu3+, Tb3+ perovskites. Methods Appl. Fluoresc. 6, 035002
[14] Katyayan, S., Agrawal, S. (2018c). Molten salt synthesis and photoluminescent studies of ATiO3:Eu2+, Yb2+ (A = Ca, Ba, Sr) perovskites phosphors. J. Photonics Energy 8(3), 036001
[15] Katyayan, S., Agrawal, S. (2018d). Dynamics of concentration quenching in Eu3+ and Tb3+ doped calcium dioxide-oxo-zirconium perovskite. J. Mater. Sci. Mater. Electron. 29(3), 2373–2383
[16] Katyayan, S., Agrawal, S. (2019a). Thermoluminescent behavior of UV and γ rays irradiated Eu2+ and Er3+ doped silicate phosphors. Mater. Chem. Phys. 225(1), 384–392
[17] Katyayan, S., Agrawal, S. (2019b). Study of TL kinetic parameters of UV and γ rays irradiated ATiO3: Eu2+, Yb2+ (A = Ca, Ba, Sr) phosphors. J. Mater. Sci. Mater. Electron. 30(11), 10660–10672
[18] Katyayan, S., Agrawal, S. (2019c). Optical behaviour of CaSiO3:Eu2+, Er3+, BaSiO3: Eu2+, Er3+ and SrSiO3: Eu2+, Er3+ phosphors. JOM 71(8), 2899–2905
[19] Salah N, Alharbi ND, Habib S, Lochab S. (2015). Thermoluminescence properties of Al2O3: Tb nanoparticles irradiated by gamma rays and 85 MeV C6+ ion beam. Luminescence. 167:59- 64
[20] Evangeline B, Abdol Azeem P. (2016). Temperature optimization of CaZrO3 nanophosphors by structural and photoluminescence studies. Materials Today. 3: 3901-3907.
[21] N. Tiwari, R.K. Kuraria, S.R. Kuraria and R.K. Tamrakar. (2015). Mechanoluminescence, photoluminescence and thermoluminescence studies of SrZrO3: Ce phosphor. Journal of Radiation Research and Applied Sciences, 8. 68.
[22] S. Das, S. Som, C. Yang, S. Chavhan & C. Lu. (2016). Structural evaluations and temperature dependent photoluminescence characterizations of Eu3+ activated SrZrO3 hollow spheres for luminescence thermometry. Scientific Reports | 6: 25787.
[23] C. Zheng, C. P. Teng, D. P. Yang, M. Lin, K. Y. Win, Z. Li and E. Ye. (2018). Fabrication of luminescent TiO2:Eu3+ and ZrO2:Tb3+ encapsulated PLGA microparticles for bioimaging application with enhanced biocompatibility. Materials Science and Engineering: C, 92. 1117:1123.
[24] S. Katyayan and S. Agrawa. (2020). CaSiO3:Eu2+, Er3+, BaSiO3:Eu2+, Er3+ and SrSiO3:Eu2+, Er3+ phosphors: molten salt synthesis, optical and thermal studies. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 31. 1.
[25] B. Evangeline and P. Abdol Azeem. (2016).  Temperature optimization of CaZrO3 nanophosphors by structural and photoluminescence studies. Materials Today: Proceeding, 3. 3901:3907.
[26] N. Tiwari, V. Dubey and R. K. Kuraria. (2016).  Mechano luminescence Study of Europium Doped CaZrO3 Phosphor. Fluorescence, 26. 1309.
[27] Fesharaki MJ, Jalai MR, Karimi L, Sadeghi E. (2022). Studies on the photoluminescence and thermoluminescenc properties of CaZrO 3: xEu 3+ phosphor for dosimetric applications. Optical and Quantum Electronic. 54: 1-12.
[28] Rivera C, Bernal R, Vázquez C, García L, Córdova A. (2021). Beta particle excited thermoluminscence of CaZrO3 phosphors synthesized by solid state reaction. Applied Radiation Isotopes. 168:109519-109523.