Efecto de la temperatura en la formación de nanoestructuras luminiscentes en el KBr:Eu2+
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Resumen
Se presenta el estudio del efecto de la temperatura en la formación de nanoestructuras luminiscentes (NsL) en el monocristal de KBr:Eu2+. Las muestras se almacenaron durante 16 semanas a 100 y 200 °C para formar la fase de Suzuki (FS) y fase dihaluro (FD), respectivamente, la concentración de impurezas en ambos casos fue ~380 ppm. La formación de nanoestructuras fue estudiada por espectroscopía óptica (EO) y las imágenes fueron obtenidas por microscopía de fuerza atómica (AFM). Los espectros de absorción y emisión reportan cambios importantes en 10 Dq para la FS a 11365.2 cm–1, con pico de misión a 433 nm y para la FD 10 Dq a 5319.3 cm–1 con dos picos de emisión a 428.5 y 450.7 nm, característicos de la fase dihaluro. Las imágenes observadas por AFM muestran que las NsL para la FS van desde 40 a 435 nm de diámetro con alturas de 2 a 120 nm, en contraste con la FD donde hay dispersión de tamaños es desde 20 nm hasta de 500 nm de diámetro, pero con alturas limitadas en el intervalo de 1 a 7 nm. Estos resultados comprueban suposiciones teóricas que, efectivamente, la FD es de tipo laminar, los resultados obtenidos están de acuerdo con la literatura reportada.
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Mundo Nano. Revista Interdisciplinaria en Nanociencias y Nanotecnología, editada por la Universidad Nacional Autónoma de México, se distribuye bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial 4.0 Internacional.
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Citas
Aguilar M., Rubio, O., López F. et al. (1982). Optical absorption and fluorescence investigation of the precipitate phases of Eu2+ in KBr single crystals. Solid State Communications, 44(2): 141-144.
Bannon, N. M., Corish J. y Jacobs, P. W. M. (1985). A theoretical study of the formation and aggregation of vacancy-impurity dipoles in divalently doped alkali halide crystals. Philosophical Magazine A, 51(6): 797-814. https://doi.org/10.1080/01418618508237588.
Cordero-Barboa A. E., Jiménez-García L. F. (2005). Epifluorescence optical microscopy: a sensitive tool for determining the spatial distribution of europium-dihalide precipitates in KCl:KBr:Eu2+ crystals. Philosophical Magazine Letters, 85: 345-357. https://doi.org/10.1080/09500830500229378.
Cordero-Borboa A. E. y Unda-Angeles R. (2021). Quadruple node of triple junctions of grain boundaries in a Eu2+-doped solid solution of the ions K+, Rb+, Cl− and Br−: an epifluorescence microscopy study using the doping ion as a fluorochrome. Microscopy, dfab047. https://doi.org/10.1093/jmicro/dfab047.
Delgado Medina, José Nicolás. (2012). Formación de nanoestructuras de europio en matriz de KBr por efecto de la temperatura, tesis de licenciatura, asesorada por E. V. Mejía-Uriarte. Universidad Nacional Autónoma de México, México. https://ru.dgb.unam.mx/handle/DGB_UNAM/TES01000695887.
Farzaneh A. y Reza Abdi M. (2018). CsI nanocrystal doped with Eu2+ ions for radiation detection. Journal of Luminescence, 194: 424-427. https://doi:10.1016/j.jlumin.2017.10.034.
Hernández J., Cory W. K. y Rubio O. (1980). Optical investigation of divalent europium in the alkali chlorides and bromides. Journal Chemistry of Physics. 72:198-205. https://doi.org/10.1063/1.438875.
Horcas, I., Fernández, R., Gómez-Rodríguez, J., Colchero, J., Gómez-Herrero, J. y Baro, A. (2007). WSXM: A software for scanning probe microscopy and a tool for nanotechnology. Review Scientific Instrument, 78: 013705-1-013705-8. https://doi.org/10.1063/1.2432410.
Kim, H. J., Rooh G., Khan A., Park, H., Kim, S. (2018). Scintillation performance of the TlSr2I5 (Eu2+) single crystal. Optical Materials, 82: 7-10. https://doi.org/10.1016/j.optmat.2018.05.036.
López, F. J., Murrieta, H., Hernández, J. Rubio, O. (1980). Optical absorption and luminescence investigations of the precipitated phases of Eu2+ in NaCl and KCl single crystals. Journal Physics Rev B, 22: 6428-6439. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.22.6428.
Mejía-Uriarte, E. V., Castañeda-Guzmán, R., Villagrán-Muniz, M., Camarillo, E., Hernández, J., Murrieta, H. y Navarrete, M. (2003). Studies of the thermal dissolution process of the Suzuki phase of the Eu2+ ion in KBr single crystals by analysis of the photoacoustic signals. Journal Physics: Condensed Matter 15(40): 6889-6898. https://doi.org/10.1088/0953-8984/15/40/024.
Mejía-Uriarte, E. V., Navarrete, M, Villagrán-Muniz, M, Camarillo, E., Hernández, J. y Murrieta, H. (2005a). Dissolution studies about the aggregate-precipitate of the divalent europium ions into KBr crystals by photoacoustic technique. Journal de Physique IV, 125: 277-280. https://doi.org/10.1051/jp4:2005125066.
Mejía-Uriarte, E. V., Camarillo, E., Hernández, J., Navarrete, M., Villagrán-Muniz, M. y Murrieta, H. (2005b). Thermal dissolution of Eu2+ Suzuki phase nanostructures in KBr crystals monitored by pulsed photoacoustic and photoluminescence techniques. Optical Materials, 27(7): 1316-1319. https://doi.org/10.1016/J.OPTMAT.
Mejía-Uriarte, E. V., Bañuelos, J., Kolokoltsev, O. et al. (2009a). Influence of europium nanostructure size on the emission of KBr:Eu2+. Solid State Communications, 149: 445-447. https://doi.org/10.1016/J.SSC.
Mejía-Uriarte, E. V., Bañuelos, J., Kolokoltsev, O. et al. (2009b). Self-assembled rings EuBr2 nanostructures. Materials Letters, 63(5): 554-556. https://doi.org/10.1016/J.MATLET.2008.11.039.
Mejía-Uriarte, E.V., Kolokoltsev, O., Navarrete, M., et al. (2015). Study of NaCl:Mn2+ nanostructures in the Suzuki phase by optical spectroscopy and atomic force microscopy. Journal of Luminescence, 160: 293-298. https://doi.org/10.1016/J.JLUMIN.2014.12.015.
Muñoz Santiuste, J. E. y García Solé, J. (1988). Precipitation-induced quenching of Eu2+ luminescence in NaCl:EuCl2. Physical Review B, 38, 10874.
Stand, L., Zhuravleva, M. y Melcher, H. C. L. (2015). Crystal growth and scintillation properties of potassium strontium bromide. Optical Materials, 46: 59-63. https://doi.org/10.1016/j.optmat.2015.04.002.
Soundara Pandian, L. et al. (2021). TlSr2I5:Eu2+ - A new high-density scintillator for gamma-ray detection. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 988: 164876. https://doi.org/10.1016/j.nima.2020.164876.
Suzuki, K. (1961). X-ray studies on precipitation of metastable centers in mixed crystals NaCl-CdCl2. Journal of the Physical Society of Japan, 6(1): 67-78. https://doi.org/10.1143/JPSJ.16.67.
Zaldo, C., Orozco, E., Mendoza, A. y Rubio, O. (1985). Eu precipitation in plastically deformed alkali halides. Journal of Physics D: Applied Physics, 18(2): 247-258. https://doi.org/10.1088/0022-3727/18/2/012.