Investigación

 

Caracterización de películas luminiscentes de óxido de hafnio activadas con Eu³⁺ depositadas por la técnica de rocío pirolítico ultrasónico

 

R. Chora–Corella^a,b, M. García–Hipólito^b,*, O. Álvarez–Fragoso^b,**, M.A. Álvarez–Pérez^c y C. Falcony^d,***

 

ªFacultad de Química, Universidad Nacional Autónoma de México, Apartado Postal 70–360 Coyoacán 04510 México, D.F.

^bDepartamento de Materiales Metálicos y Cerámicos, Instituto de Investigaciónes en Materiales, Universidad Nacional Autónoma de México, Apartado Postal 70–360 Coyoacán 04510 México, D.F. e–mails: * maga@servidor.unam.mx ;** oaf@servidor.unam.mx

^cFacultad de Odontología, Universidad Nacional Autónoma de México, Apartado Postal 70–360 Coyoacán 04510 México, D.F.

^dDepartamento de Física, CINVESTAV–IPN, Apartado Postal 14–740, 07000 México D.F. e–mail: *** cfalcony@fis.cinvestav.mx

 

Recibido el 12 de marzo de 2009
Aceptado el 18 de mayo de 2009

 

Resumen

Mediante la técnica de rocío pirolítico ultrasónico, se depositaron películas de óxido de hafnio activadas ópticamente con europio trivalente. Estas películas son amorfas a temperaturas de substratos menores de 350°C, mientras que para temperaturas mayores las películas son policristalinas presentando la fase monoclínica del HfO₂. Se estudiaron los espectros fotoluminiscentes de esas películas como función de algunos parámetros de depósito, tales como las temperaturas de substratos y las concentraciones del ion activador (Eu³⁺). Excitando con radiación de una longitud de onda de 395 nm, todos los espectros de emisión fotoluminiscente presentan bandas centradas en 578, 591, 598, 612, 653 y 703 nm, asociadas a las transiciones electrónicas del europio trivalente. A medida que las temperaturas de substratos se incrementan, se observa un aumento de las intensidades fotoluminiscentes. Asimismo, se observa una inhibición de la intensidad de la fotoluminiscencia a partir de determinados valores de la concentracion del ion activador. También se muestran los resultados de las composiciónes químicas de los materiales depositados y las características de la morfología superficial de dichas películas. La banda principal de excitación, centrada en 395 nm, hace de este material un excelente candidato para aplicaciones en lámparas de estado sólido con emisión de luz blanca.

Descriptores: Fotoluminiscencia; rocío pirolítico; películas.

 

Abstract

By means of the ultrasonic spray pyrolysis technique, trivalent europium doped hafnium oxide films were deposited. These films are amorphous at substrate temperatures lower than 350°C, for higher substrate temperatures the films are polycrystalline presenting the HfO₂ monoclinic phase. The photoluminescence spectra for these films were studied as a function of the substrate temperature and the doping concentration. Samples excited with 395 nm radiation showed photoluminescence emission bands centered at 578, 591, 598, 612, 653 and 703 nm, associated to the electronic transitions of the trivalent europium. As the substrate temperatures are increased, an increment of the photoluminescence emission intensity was detected. Also, a concentration quenching of the photoluminescence intensity was observed. In addition, the chemical compositions of the deposited coatings and the characteristics of their surface morphologies are shown. The excitation band peaked at 395 nm, makes this material an excellent candidate for applications in solid state white lamps.

Keywords: Photoluminescence; spray pyrolysis; coatings.

 

PACS: 78.55.Hx; 81.15.Rs; 68.55.Ln

 

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Agradecimientos

Los autores agradecen a L. Baños por las medidas de XRD; a O. Novelo–Peralta por la obtención de las imágenes de SEM y por las medidas de EDS; a Z. Rivera. M. Guerrero–Cruz y Raul Reyes–Ortiz por su apoyo técnico.

 

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