環境に優しい白色LED用EuドープCa Mg (PO )蛍光体の合成と発光特性の評価とTLドジメトリ用途への応用

Synthesis and luminescence characterization of Eu doped Ca Mg (PO ) phosphor for eco-friendly white LEDs and TL Dosimetric applications.

• Yatish R Parauha
• S J Dhoble

抄録

高温(800℃)での固体反応法により、Eu活性Ca Mg(PO)蛍光体を調製した。調製した蛍光体の結晶構造及び相形成について、X線回折パターン及びフーリエ変換赤外法を用いて特徴付けを行った。また、合成した蛍光体の発光特性をフォトルミネッセンス(PL)法とサーモルミネッセンス(TL)法により評価した。調製した蛍光体は、396nmの紫外励起下で、D→Fによるオレンジ色の594nmと、D→F転移による赤色の612nmに2つの発光ピークを示した。調製した蛍光体にCoγ線照射源を用いて異なる線量のγ線を照射した。このサンプル蛍光体の熱ルミネッセンス(TL)グローカーブは、Nucleonix 1009I TLリーダーを用いて取得した。合成した蛍光体試料にCoγ線を照射し、3.6kGyのγ線を照射した。その結果、Ca Mg (PO ) : 0.05mol%Eu蛍光体のTLグローカーブは、Euイオン濃度が全ての濃度に比べて最大の強度を示した。また、Ca Mg (PO ) :0.05mol%Eu蛍光体に異なる線量のCoガンマ線を照射した場合のTLグロー曲線を示した。また、Ca Mg (PO ) :0.05mol%Eu蛍光体の直線的な応答曲線が観察された。Ca Mg (PO ) :0.05mol%Eu蛍光体の直線性は0.6kGyから3.6kGyであることがわかった。活性化エネルギー,周波数係数,速度論の秩序などのトラップパラメータを計算した。CIE色度図は、合成した蛍光体の可視スペクトルの橙色及び赤色領域の色座標を示しており、このスペクトルの特徴は、高い色純度と優れた色座標特性を示していることを示している。このことから、合成した蛍光体は、環境に優しい白色光発生用の赤色発光蛍光体として、また、TL線量測定用の優れたTLD材料として利用できることが明らかになった。

The Eu activated Ca Mg (PO ) phosphor was prepared by a solid-state reaction method at high temperature (800 C). The crystal structure, phase formation of prepared phosphor was characterized by X-ray Diffraction pattern and Fourier Transformed Infrared Technique. Luminescence properties of synthesized phosphors were characterized by photoluminescence (PL) and thermoluminescence (TL) techniques. The prepared phosphor shows two emission peaks at 594nm at orange color due to D → F and 612nm at red color due to D → F transition under 396nm near UV excitation. The prepared phosphors were irradiated to different doses of γ-rays by Co gamma irradiation source. The thermoluminescence (TL) glow curves of this sample phosphor were obtained by Nucleonix 1009I TL reader. Synthesized phosphor samples are exposed to γ-rays of 3.6kGy dose by Co γ irradiation source. The TL glow curve of Ca Mg (PO ) :0.05mol%Eu phosphor shows maximum intensity compare to all concentration of Eu ions. Then Ca Mg (PO ) :0.05mol%Eu phosphor irradiated by different doses of Co gamma irradiation. The linear response curve of Ca Mg (PO ) :0.05mol%Eu phosphor is also observed. The linearity of Ca Mg (PO ) :0.05mol% Eu phosphor found to be 0.6kGy to 3.6kGy. Trapping parameters such as activation energy; frequency factor and order of kinetics were calculated. The CIE chromaticity diagram shows the color coordinate of the synthesized phosphor in the orange and red region of the visible spectrum, this spectral feature reveals high color purity and excellent chromaticity coordinate characteristics. The PL and TL property reveals that the prepared phosphor can be a potential red-emitting phosphor for eco-friendly white light generation and excellent TLD material for TL dosimetric application.

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