Analysis of the physicochemical and optical characteristics, as well as the adhesion properties of YAG : Ce3+ phosphors for laser illumination devices

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

The present scientific article encompasses an analysis of the physicochemical and optical characteristics, as well as adhesion properties of two luminescent materials based on yttrium aluminum garnet, doped with cerium. The aim of the study was to determine the potential usage of these luminescent materials in laser lighting devices. To achieve this, the luminescence spectrum and color diagrams were analyzed when the luminescent materials were subjected to laser radiation with various power and current values. The results revealed that both examined luminescent materials possess high luminous efficiency when current is applied. However, after six months of operation, the luminescent systems exhibited differences in their adhesion properties. Additionally, the study produced a block diagram of a device designed to analyze the physicochemical parameters of laser luminescent systems under the influence of laser radiation with λ = 405–450 nm. With the aid of this device, data on the characteristics of the luminescent materials under different current values were obtained, providing a more precise control over their degradation processes. The investigation demonstrated that both examined luminescent materials can be utilized in laser lighting devices, but one of the luminescent material samples proved to be a more stable and durable material due to its better adhesion with the substrate. The proposed results can be beneficial in the development of new laser lighting tools.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

S. Zuev

MIREA — Russian Technological University; Central Scientific Research Automobile and Automotive Engines Institute

Autor responsável pela correspondência
Email: sergei_zuev@mail.ru
Rússia, Moscow; Moscow

D. Prokhorov

MIREA — Russian Technological University; Central Scientific Research Automobile and Automotive Engines Institute

Email: sergei_zuev@mail.ru
Rússia, Moscow; Moscow

Bibliografia

  1. H.K. Jung, C.H. Kim, A-Ra Hong et al. Ceram. Int., 45 (8), 9846 (2019). https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2019.02.023
  2. M. Upasani, B. Butey, S.V. Moharil. Optik, 127 (4), 2004 (2019). https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2015.11.070
  3. N.K. Mishra, M.M. Upadhyay, S. Kumar et al. Spectrochim. Acta A Mol. Biomol. Spectrosc., 282, 121664, (2022). https://doi.org/10.1016/j.saa.2022.121664
  4. Y.A. Uspenskaya, E.V. Edinach, A.S. Gurin et al. J. Lumin., 251, 119166, (2022). https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2022.119166
  5. G. Liu, B. Wang, J. Li et al. Phys. B Condens. Matter, 603, 412775, (2021). https://doi.org/10.1016/j.physb.2020.412775
  6. T. Pier, J. Hopster, T. Jüstel. J. Lumin., 266, 120315, (2024). https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2023.120315
  7. S.M. Zuev, A.V. Kretushev. Opt. Spectrosc., 131(3), 346, (2023). https://doi.org/10.61011/EOS.2023.03.56185.4616-22
  8. C. Michail, K. Ninos, N. Kalyvas et al. Microelectron. Reliab. 109, 113658, (2020). https://doi.org/10.1016/j.microrel.2020.113658
  9. V.A. Tarala, A.A. Kravtsov, F.F. Malyavin et al. Opt. Mater., 143, 114231, (2023). https://doi.org/10.1016/j.optmat.2023.114231
  10. S. Peter, A. Patel, A. Kitai. J. Lumin., 211, 82 (2019). https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2019.03.024
  11. L.E. Muresan, M. Ayvacikli, J. Garcia Guinea et al. Opt. Mater., 74, 150, (2017). https://doi.org/10.1016/j.optmat.2017.01.044
  12. Y.C. Chen, Y.-T. Nien, J. Eur. Ceram. Soc., 37(1), 223 (2017). https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2016.07.032
  13. A. Katelnikovas, S. Sakirzanovas, D. Dutczak et al. J. Lumin., 136, 17 (2013). https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2012.11.012
  14. M.A. Almessiere, N.M. Ahmed, I. Massoudi et al. Optik, 158, 152 (2018). https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2017.12.031
  15. Z. You, K. Yue, J. Zhang, etc., Optik, 176, 241 (2019). https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2018.09.076
  16. Y.-T. Nien, Y.-C. Chen, I-C. Chiu., J. Alloys Compd., 797, 110 (2019). https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.05.089
  17. Y.-K. Choi, P. Halappa, C. Shivakumara et al. Optik, 181, 1113 (2019). https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2018.10.213
  18. Z. Chuluunbaatar, C. Wang, E.S. Kim et al. Int. J. Therm. Sci., 86, 307 (2014) https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2014.07.013
  19. W. Zhao, B. Xie, Y. Peng et al. Opt. Laser Technol., 157, 108689, (2023). https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2022.108689
  20. K. Li, C. Shen. Optik, 123(7), 621 (2012). https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2011.06.005
  21. W.F. Razumov. Russ. J. Phys. Chem. B, 17(1), 36, (2023). https://doi.org/10.1134/s199079312301027x
  22. A.S. Fionov, V.V. Kolesov, V.A. Fionova et al. Chem. Phys., 17(6), 1384, (2023). https://doi.org/10.31857/S0207401X2311002X
  23. A.S. Vetchinkin, S.Ya. Umansky, Yu.A. Chaykina, A.I. Shushin. Russ. J. Phys. Chem. B, 16(5), 945, (2022). https://doi.org/10.31857/S0207401X22090102
  24. V.I. Petinov, V.M. Timin, K.V. Bozhenko, A.N. Utenyshev. Russ. J. Phys. Chem. B, 18(2), 365, (2024). https://doi.org/10.31857/S0207401X24040015
  25. A.V. Lobanov, L.M. Apasheva, L.A. Smurova et al. Russ. J. Phys. Chem. B, 18(2), 516, (2024). https://doi.org/10.31857/S0207401X24040095

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Fig. 1. Energy-dispersive X-ray spectrum of the LSID-560 phosphor.

Baixar (210KB)
Metadados
3. Fig. 2. Energy-dispersive X-ray spectrum of the FLS-540 sample.

Baixar (241KB)
Metadados
4. Fig. 3. Kinetic curves of current (a), voltage drop (b) and electric power (c) at I = 1.0 A of the device that allows analyzing the physicochemical parameters of laser phosphor systems for LSID-560, supplied to the laser diode.

Baixar (117KB)
Metadados
5. Fig. 4. The same as in Fig. 3, for FLS-540.

Baixar (106KB)
Metadados
6. Fig. 5. Luminescence spectra (a, c) and color diagrams (b, d) of luminophores LSID-560 and FLS-540 (c, d) when exposed to laser radiation with I = 1.0 A.

Baixar (252KB)
Metadados
7. Fig. 6. Dependence of the luminous flux (Φ) on the current supplied to the laser diode for phosphors LSID-560 (1) and FLS-540 (2).

Baixar (58KB)
Metadados
8. Fig. 7. General view of the luminescent film LSID-560 during its manufacture (a) and its time degradation after six months from the date of manufacture (b), associated with its adhesion and chemical properties; general view of the luminescent film FLS-540 during its manufacture (c) and after six months from the date of manufacture (d).

Baixar (262KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».