Luminescence applications via photon-conversion in rare-earth-doped glass and glass-ceramics
Tesis Doctoral inédita cotutelada por la Trenčianska Univerzita Alexandra Dubčeka V Trenčíne (Eslovaquia) y por la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Química Inorgánica. Fecha de Lectura: 17-12-2024. Esta tesis tiene embargado el acceso al texto completo hasta el 1...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión aceptada para publicación |
| Fecha de publicación: | 2024 |
| País: | España |
| Institución: | Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) |
| Repositorio: | DIGITAL.CSIC. Repositorio Institucional del CSIC |
| OAI Identifier: | oai:digital.csic.es:10261/384465 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10261/384465 |
| Access Level: | acceso embargado |
| Palabra clave: | Vidrio Vitrocerámico LiYF4 Iones de tierras raras Fotoluminiscencia Química |
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Luminescence applications via photon-conversion in rare-earth-doped glass and glass-ceramics Aplicaciones de luminiscencia mediante conversión de fotones en vidrios y vitrocerámicos dopados con tierras raras |
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Tesis Doctoral inédita cotutelada por la Trenčianska Univerzita Alexandra Dubčeka V Trenčíne (Eslovaquia) y por la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Química Inorgánica. Fecha de Lectura: 17-12-2024. Esta tesis tiene embargado el acceso al texto completo hasta el 17-06-2026. |
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Luminescence applications via photon-conversion in rare-earth-doped glass and glass-ceramicsAplicaciones de luminiscencia mediante conversión de fotones en vidrios y vitrocerámicos dopados con tierras rarasTruong, Mai-PhuongVidrioVitrocerámicoLiYF4Iones de tierras rarasFotoluminiscenciaQuímicaTesis Doctoral inédita cotutelada por la Trenčianska Univerzita Alexandra Dubčeka V Trenčíne (Eslovaquia) y por la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Química Inorgánica. Fecha de Lectura: 17-12-2024. Esta tesis tiene embargado el acceso al texto completo hasta el 17-06-2026.[ES] Los vidrios y vitrocerámicos dopados con iones de tierras raras (RE3+) tienen numerosas aplicaciones avanzadas en fotónica, como en telecomunicaciones, iluminación, sensores fototérmicos, energía renovable, obtención de imágenes mediante bioguías de ondas, etcétera. Esta tesis se centra en el estudio de diversos vidrios y vitrocerámicas dopados con iones RE3+ para distintas vías de conversión de energía, respetando su estructura electrónica única y sus propiedades de emisión de luminiscencia. Para generar luz blanca y comprender el efecto de la intensidad de campo catiónico en la sintonización de la emisión óptica, se prepararon series dopadas con iones Dy3+ al 0,1 mol.% de vidrios de fosfato 40MO‒60P2O5 mol.% y vidrios de borofosfato 40MO‒20B2O3‒40P2O5 mol.%, (M = Zn, Mg, Ca, Sr, Ba), mediante el método de fusión, melt-quenching en inglés (MQ). Bajo excitación a 349 nm, estos vidrios emitieron luz blanca "fría" con temperatura de color correlacionada en el rango de 4020 ‒ 4523 K. La mayor intensidad del campo iónico dió lugar a un aumento de la relación amarillo-azul (Y/B), lo que indica una mayor distorsión en el entorno local de los iones Dy3+ en la red vítrea. La sustitución de P2O5 por B2O3 provocó una alteración gradual de la simetría local que rodea a los iones Dy3+, mejoró las relaciones Y/B y prolongó los tiempos de vida de la luminiscencia. Para obtener emisión de conversión ascendente (UC), se prepararon vidrios de oxifluoruro (OxG) de baja energía fonónica intrínseca dopados con iones RE3+ mediante el método MQ, seguido de una cristalización controlada, que dió lugar a la producción de vitrocerámicos de oxifluoruro transparentes/translúcidas (OxGC). Además, en esta investigación se incorporaron pequeños iones de Li+, que pueden inducir una distorsión del campo cristalino alrededor de los iones RE3+, dando lugar a una mayor intensidad de emisión. Se preparó una serie de OxGs 40SiO2‒25Al2O3‒18Li2O‒7LiF‒ (10-x-y)YF3‒xErF3‒yYbF3 (mol.%, x = 0.1, 0.5; y = 0, 0.4, 2, 4) mediante MQ. Para obtener OxGC, en primer lugar se llevó a cabo un tratamiento térmico de los vidrios base a 540 °C durante largos periodos de tiempo (20, 40 y 80 h). La segunda técnica para preparar OxGC fue el prensado en caliente (HP), con presiones aplicadas (25, 30, 35 MPa) y temperaturas (450, 475 y 485 °C) para estudiar la densificación del polvo de vidrio a lo largo del tiempo (0, 1, 2, 20 min). Utilizando ambas técnicas se obtuvieron nanocristales de LiYF4 scheelita-tetragonal en los OxGCs y se observó una mejora en la emisión de upconversion (UC). La presencia de iones Yb3+ facilitó la emisión UC a través de la transferencia de energía (ET) sobre iones Er3+, dando lugar a un elevado rendimiento de la luminiscencia en comparación con los OxGCs dopados únicamente con iones Er3+ bajo excitación a 980 nm. La relación de emisión rojo-verde (R/G) puede ajustarse cambiando la concentración y la relación de iones Yb3+ o Er3+. También se obtuvo emisión en el infrarrojo cercano (NIR) en estos sistemas vitrocerámicos, con longitudes de onda de excitación de 378 nm y 980 nm, respectivamente. Una alta intensidad con gran anchura máxima a 1530 nm es muy beneficiosa para los amplificadores de fibra óptica. Al acelerar la consolidación del polvo de vidrio mediante un enfoque asistido por presión, la técnica HP acorta el tiempo de procesamiento de horas a minutos.Peer reviewedUniversidad Autónoma de MadridPascual, M. JesúsKlement, RobertConsejo Superior de Investigaciones Científicas [https://ror.org/02gfc7t72]2025202520242025info:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06Postprintinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://hdl.handle.net/10261/384465reponame:DIGITAL.CSIC. Repositorio Institucional del CSICinstname:Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)InglésSíinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccessoai:digital.csic.es:10261/3844652026-05-22T06:33:51Z |
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