Synthesis and luminescence properties of rare-earth doped silicate based nanophosphors for white light-emiting diodes
Beyaz ışık yayan diyotlar için nadir toprak elementi katkılı silikat bazlı fosforların sentezi ve lüminesans özellikleri
- Tez No: 1024849
- Danışmanlar: PROF. DR. VURAL EMİR KAFADAR, PROF. DR. FATİH MEHMET EMEN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Fotolüminesans, Işık yayan diyot, Optik fizik, Photoluminescence, Light emitting diode, Optical physics
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gaziantep Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez, beyaz ışık yayan diyotlar (WLED) ve radyasyon dozimetrisi uygulamaları için yüksek sıcaklık katı hal reaksiyonuyla sentezlenen nadir toprak iyonu (Tb³⁺, Ce³⁺, Eu³⁺, Dy³⁺) katkılı Ba₃CdSi₂O₈ fosforlarını incelemektedir. Yapısal analizler (XRD ve FT-IR), yaklaşık 80 nm kristalit boyutuna sahip tek fazlı hegzagonal ortosilikat iskeletini doğrulamıştır. Fotolüminesans (PL) çalışmalarında her iyon özgün bir ışıma profili sunarken; özellikle %5 mol Tb³⁺ katkılı fosfor, 250 nm uyarılma altında 552 nm'de optimum keskin yeşil ışıma sergilemiş, daha yüksek derişimlerde ise dipol-dipol enerji transferi kaynaklı ışıma sönümlemesi gözlenmiştir. Ayrıca, beta radyasyonuna (⁹⁰Sr/⁹⁰Y) maruz bırakılan %5 Tb³⁺ katkılı numunenin termolüminesans (TL) analizinde 79°C, 106°C ve 128°C'de üç belirgin ışıma zirvesi saptanmış ve aktivasyon enerjileri 0.56–0.76 eV olarak hesaplanmıştır. Elde edilen mükemmel ikili PL ve TL performansı, bu malzemelerin gelişmiş katı hal aydınlatma ve dozimetri sistemlerindeki önemli potansiyelini kanıtlamaktadır.
Özet (Çeviri)
This thesis investigates the synthesis, structural characteristics, and luminescence properties of rare-earth ion-doped (Tb³⁺, Ce³⁺, Eu³⁺, and Dy³⁺) Ba₃CdSi₂O₈ phosphors for potential applications in white light-emitting diodes (WLEDs) and radiation dosimetry. The phosphor materials were successfully synthesized via a high-temperature solid-state reaction method. Structural analyses using X-ray diffraction (XRD) and Fourier-transform infrared (FT-IR) spectroscopy confirmed the formation of a single-phase hexagonal orthosilicate framework with an average crystallite size of approximately 80 nm. Photoluminescence (PL) studies revealed that each rare-earth dopant produces a distinct emission profile. Notably, the 5 mol% Tb³⁺-doped phosphor exhibited an optimal, sharp green emission at 552 nm under 250 nm excitation; concentrations beyond this level resulted in emission quenching driven by electric dipole-dipole energy transfer. Furthermore, thermoluminescence (TL) analysis of beta-irradiated (⁹⁰Sr/⁹⁰Y) Ba₃CdSi₂O₈:5%Tb³⁺ samples identified three distinct glow peaks at 79°C, 106°C, and 128°C. Kinetic parameters evaluated using computerized glow curve deconvolution (CGCD) yielded activation energies ranging from 0.56 to 0.76 eV. Ultimately, the excellent dual PL and TL performance of these Ba₃CdSi₂O₈:RE³⁺ phosphors demonstrate their significant potential as multifunctional materials for advanced solid-state lighting and radiation dosimetry systems.
Benzer Tezler
- Production and characterization of white light based on energy up conversion mechanisms in Yb+3,Nd+3,Tm+3 rare earth ions doped y2o3-sio2 nano-phosphor materials
Yb+3,Nd+3,Tm+3 nadir toprak iyon katkili Y2O3-SiO2 nanofosfor malzemelerde üst enerji̇ dönüşüm mekanizmasına dayalı beyaz ışık üretimi ve karakterizasyonu
HATUN ÇINKAYA YILMAZ
Doktora
İngilizce
2019
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖNÜL ERYÜREK
- Katkılandırılmış lityum silikat camsı seramiklerin sentezi ve lüminesans özelliklerinin incelenmesi
Synthesis and investigation of luminescence properties of doped lithium silicate glass ceramics
İSRAFİL ŞABİKOĞLU
Doktora
Türkçe
2011
Fizik ve Fizik MühendisliğiCelal Bayar ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURDOĞAN CAN
- Ce katkılı borogermanat camlarının spektroskopik karakterizasyonu
Spectroscopic characterization of Ce doped borogermanate glasses
GÖZDE BURGAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Fizik ve Fizik MühendisliğiAydın Adnan Menderes ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MELİS GÖKÇE
- Tm2O3 ve Er2O3 katkılı TeO2-GeO2 cam malzemelerin yapısal ve spektroskopik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of structural and spectroscopic properties of TeO2-GeO2 glass materials doped Tm2O3 AND Er2O3
YASEMİN PEPE
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖNÜL ÖZEN
- Microwave assisted synthesis of rare earth ions doped lanthanum orthoborate, their characterizations and investigations of luminescence properties
Nadir toprak elementi iyonları katkılanmış lantan ortoborat bileşiklerinin mikrodalga yardımıyla sentezlenmesi, karakterizasyonu ve luminesan özelliklerinin incelenmesi
CANSIN BADAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞEN YILMAZ
DOÇ. DR. OKAN ESENTÜRK