Caractérisation structurale et de photoluminescence des nanopoudres YPO4 synthétisées par la voie sol-gel dopées aux ions Pr3+

Abstract

Le travail présenté dans ce mémoire est consacré à l'étude des propriétés structurales et de photoluminescence des nano-poudres des orthophosphates d'Yttrium (YPO4) dopée aux ions du praséodyme ( Pr3+) synthétisées par un protocole expérimental basé sur la méthode sol-gel. L'influence des paramètres de synthèse tels que la concentration des ions Pr3+, et la température de recuit sur la phase formée et les propriétés de luminescence de ces poudres a été étudiée et discutée. Les caractéristiques des nanopoudres ont été étudiées en utilisant l'analyse thermogravimétrique (ATG-DTA), la diffraction des rayons X (DRX), la spectroscopie infrarouge (FTIR) et la spectroscopie de photoluminescence (PL). Les résultats d'analyse (TGA-DTA) ont montré que la cristallisation du gel sec (xérogel) YPO4: Pr3+ (0.1 %. at) est commencée à partir de 300°C. L'analyse par diffraction des rayons X a indiqué que les poudres YPO4 :Pr3+ (0.1%) recuites à T=300, 500,700, 900, 1050 °C) ont cristallisé dans une phase tétragonale pure. Une amélioration dans la cristallinité et l'intensité de la luminescence des nanopoudres a été observée lorsque la température de recuit augmente. L'analyse de la photoluminescence des poudres YPO4 :Pr3+ (x% at) révèle que la concentration optimale en ions Pr3+ de la luminescence 1D2'3H4 est de (0.1%. at) sous excitation UV et Vis. The work presented in this thesis is devoted to the study of the structural and photoluminescence properties of nano-powders of Yttrium orthophosphates (YPO4) doped with praseodymium ions (Pr3+) synthesized by an experimental protocol based on the sol-gel method. The influence of synthesis parameters such as the concentration of Pr3+ ions, and the annealing temperature on the formed phase and the luminescence properties of these powders has been studied and discussed. The characteristics of the nanopowders were investigated using thermogravimetric analysis (ATG-DTA), X-ray diffraction (DRX), infrared spectroscopy (FTIR) and photoluminescence spectroscopy (PL). TGA-DTA analysis showed that YPO4 (0.1%.at) dry gel (xerogel) crystallization started from 300°C. X-ray diffraction analysis indicated that the YPO4: Pr3+ (0.1%) powders annealed at T = 300, 500,700, 900, 1050 ° C) crystallized in a pure tetragonal phase. An improvement in the crystallinity and luminescence intensity of the nanopowders has been observed as the annealing temperature increases. Analysis of the photoluminescence of YPO4: Pr3 + (x% at) powders reveals that the optimal concentration of Pr3+ ions for 1D2'3H4 luminescence is (0.1%. At) under UV and Vis excitation.