Luminescence and structure of rare earth fluoride doped oxides

Abstract

Die technischen Anwendungen von lumineszierenden Materialien in der Industrie sowie in der Licht- und Sicherheitstechnik werden immer wichtiger. Neue Verbindungen mit verbesserten Eigenschaften, wie gesteigerter Quantenausbeute oder lang anhaltenden Nachleuchtzeiten, sind das Ziel der Entwicklung. In dieser Arbeit werden die Suche nach neuen Materialien, die als Wirtsgitter für lumineszierende Elemente dienen, und eine neue Methode um Seltenerd-Dotierungen einzubringen, beschrieben. Die Lumineszenz in anorganischen Verbindungen basiert auf Defekten, die meist mittels geringer Mengen an Seltenerd-Dotierungen (~1%) auf oxidischer Basis in die Wirtsgitter eingebracht wird. In dieser Arbeit wird die Dotierung mit Seltenerd-Fluoriden durchgeführt und die gewonnenen Beobachtungen dokumentiert. Ein anderer Aspekt dieser Arbeit ist die Suche nach neuen Wirtsgittermaterialien für lumineszierende Elemente. Im Zuge dieser Dissertation wurde erstmals ein neues Ba Aluminiumsilikat synthetisiert und dessen Struktur mittels Röntgenstrukturanalyse beschrieben. Die Richtigstellung einer bereits früher publizierten Ba Aluminiumsilikat Verbindung und die erstmalige Einkristallsynthese einer Sr-Aluminiumsilikat Verbindung wurde ebenfalls durchgeführt.<br />

Technical use and applications of luminescent materials in industry, light and safety techniques become more and more important, so new phosphors with better properties are required. Mainly quantum yield efficiency or longer after-glow duration are properties which have to be improved. This thesis deals with the search on new host lattices for luminescent materials based on a new type of rare earth doping. Luminescence of inorganic materials is based on defects introduced by doping host materials with small amounts (~ 1 %) of RE oxides. In this thesis, a new chemistry of doping with RE fluorides was made. Luminescent properties of these materials are documented. A second aspect is the search and characterization of new possible host lattices for luminophores. A new Ba-aluminosilicate was found and characterized by diffraction methods. Redetermination of a previously found Ba aluminosilicate structure was made and a single crystal synthesis of a Sr aluminosilicate and its structure is described for the first time in this work.