Investigação de Er3+ nos dois sítios cristalográficos de Gd2SiO5 através da fotoluminescência resolvida no tempo

Abstract

. Gadolinium oxyortho-silicate, Gd 2 SiO 5 , presents a monoclinic structure with two crystallographic sites in which Gd 3+ ions are equally distributed with coordination numbers CN, 7 and 9, respectively. By doping this host with Er 3+ it is possible to distinguish and attribute the two sites by means of lifetime determination of the 4 S 3/2 state, (in this case, Er 3+ substitutes Gd 3+ ions). Samples doped with 0.1 and 5.0% molar Er 3+ were prepared by solid state reaction and characterized by X-ray Diffractometry, Vibrational and Electronic Absorption Spectroscopies, and Time Resolved Photoluminescence. Based on the experimental results, it is possible to verify that, for the 5,0% doped sample, the lifetime value of the 4 S 3/2 state of the erbium ion inserted in site 1, (CN = 9), is 2.7 ± 0.1 µ µ µ µ µs, and for the one inserted in site 2, (CN = 7), it is 1.5 ± 0.1 µ µ µ µ µs. , este silicato é caracterizado por uma estrutura também monoclínica, grupo espacial P2 1 /c, com os íons Gd 3+ igualmente distribuídos em dois diferentes sítios cristalográficos, de baixa simetria, com números de coordenação N.C., 9 e 7, respectivamente, conforme ilustrado na Figura 1. No sítio com N.C. = 9 e simetria aproximada C s , o íon Gd 3+ , (Gd 1 na Fig. 1), encontra-se ligado a 1 íon de oxigênio isolado e a 6 íons tetraédricos SiO 4 4-, através de 2 átomos de oxigênio em 2 deles e através de 1 átomo de oxigênio em 4 deles. A distância média de ligação Gd-O é 2,49 Å. O sítio com N.C. = 7 e simetria aproximada C 3v , contém os íons Gd 3+ , (Gd 2 na Fig. 1 A obtenção e a caracterização espectroscópica do Gd 2 SiO 5 nominalmente puro ou dopado com Tb 3+ , Eu 3+ ou Ce 3+ , obtidos Keywords