Deneysel çalıĢmaların sonuçları 3 ana grup altındaki numuneler üzerine elde edilmiĢtir. Gruplar aĢağıda verilmiĢtir.
1. Evropiyum (Eu) ve dizprozyum (Dy) katkılı, üre ve sitrik asitin Ģelat yapıcı ve yakıt olarak kullanıldığı SrAl2O4 esaslı numuneler
2. Lityum, Sodyum, Potasyum (IA) alkali elementi ilaveli, Eu ve Dy katkılı, ürenin Ģelat yapıcı ve yakıt olarak kullanıldığı SrAl2O4 esaslı numuneler
3. Magnezyum, Kalsiyum, Baryum (IIA) toprak alkali elementi ilaveli, Eu ve Dy katkılı, ürenin Ģelat yapıcı ve yakıt olarak kullanıldığı SrAl2O4 esaslı numuneler. Yapılan termal, yapısal ve spektrofotometirk analizler sonucunda elde edilen veriler aĢağıda sıralanmıĢtır.
1) Sr0,90Al2O4 : Eu0,05, Dy0,05 numunesine uygulanan termal analiz sonucunda dönüĢüm sıcaklığı 6500C, yapıdaki kalıntı organiklerin giderilmesi için gerekli sıcaklık 950oC ve redüksiyon sıcaklığı 1300oC olarak belirlenmiĢtir. Belirlenen bu sıcaklıklar bütün numunelere uygulanmıĢtır.
2) Ürenin, sitrik asit yerine Ģelat yapıcı ve yakıt olarak kullanılmasının daha verimli olduğu gözzlemlenmiĢ ve bütün analizi yapılan numunelerde bu amaçla üre kullanılmıĢtır.
3) 650oC ve 950oC‟ de fosforesans malzeme elde edilememiĢ, nihai ürün olan fosforesans malzeme karbonun redüktant olarak kullanıldığı fırın atmosferinde 1300oC‟ de 2 saat sonunda elde edilmiĢtir.
4) Nihai ürün olan fosforesans malzemede XRD analizleri sonucu ana yapıyı SrAl2O4 fazının oluĢturduğu saptanmıĢtır.
5) Azalan evropiyum oranının ana kristal yapısını değiĢtirmediği tespit edilmiĢ ve yine ana fazın SrAl2O4 olduğu saptanmıĢtır.
6) Yapılan alkali ve toprak alkali element katkılarının kafes yapısında bozunuma yol açtığı XRD analizlerinde karakteristik SrAl2O4 piklerinin katkı
elementlerinin değiĢen çap oranlarına göre ötelendiği tespit edilmiĢtir. Yine nihai fosforesans malzeme ana faz yapısının SrAl2O4 fazından oluĢtuğu saptanmıĢtır. Bu veriler ıĢığında katkı elementlerinin kristal kafes yapısına girdiği ispatlanmıĢtır.
7) Elde edilen SEM mikroyapı fotoğraflarından nihai ürün olan fosforesans malzemelerin ana yapısının düzensiz ve Ģekilsiz tanelerden oluĢtuğu gözlemlenmiĢtir. Ortalam tane boyutunun ise 1-3 µm aralığında değiĢtiği , literatürle karĢılaĢtırıldığında ise daha büyük taneler elde edildiği tespit edilmiĢtir.
8) Azalan evropiyum oranıyla birlikte ıĢıma Ģiddetinin ve ıĢıma ömrünün düĢtüğü, Sr0,90Al2O4 : Eu0,05, Dy0,05 ve Sr0,94Al2O4 : Eu0,01, Dy0,05 numunelerine yapılan spektrofotometrik analizlerle ispat edilmiĢtir.
9) Dy3+ iyonunun SrAl2O4 ana yapısına katılmadığında hiçbir ıĢıma Ģiddetinin ve ömrünün olmadığı gözlemlenmiĢtir. Dy3+
iyonlarının yapıda tuzak görevi görerek ıĢıma Ģiddetine ve ömrüne doğrudan etkisi olduğu saptanmıĢtır. 10) Alkali elementi katkılarıyla fosforesans malzemenin ıĢıma Ģiddetinin katkısız
Sr0,90Al2O4 : Eu0,05, Dy0,05 numunesine göre arttığı, ıĢıma ömrü veriminin ise azaldığı tespit edilmiĢtir. Katkı elementlerinin olumlu etkisinin aynı grupta yukarıdan aĢağı inildikçe azaldığı gözlemlenmiĢtir.
11) Toprak alkali elementleri katkısıyla da fosforesans malzemenin ıĢıma Ģiddetinin katkısız Sr0,90Al2O4 : Eu0,05, Dy0,05 numunesine göre arttığı, ıĢıma ömrü veriminin ise azaldığı tespit edilmiĢtir. Katkı elementlerinin olumlu etkisinin aynı grupta yukarıdan aĢağı inildikçe arttığı gözlemlenmiĢtir.
12) Deneysel çalıĢmalar sonucu elde edilen fosforesans malzemelerin ıĢıma Ģiddeti-dalga boyu grafiklerinden geniĢ uyarılma alanlarının, UV ve görülebilir bölgede olduğu tespit edilmiĢtir. Bunun neticesinde malzemelerin gün ıĢığında uyarılabileceği saptanmıĢtır
13) Üretilen SrAl2O4 esaslı fosforesans malzemelerden en yüksek Ģiddette
parlayan numunelerin ticari ZnS esaslı fosforesans malzemesinden yaklaĢık olarak 16 kat daha yüksek Ģiddette ıĢıdığı tespit edilmiĢtir.
KAYNAKLAR
[1] M. Yen, W., Shionoya, S., and Yamamoto, H., 2006. Phosphor Handbook, Second Edition, CRC Press, Boca Raton, pp. 3-8.
[2] Url-1 <http://www.electrochem.org/dllinterface/wtr/wtr09/wtr09-p042-045.pdf >, alındığı tarih 22 Ocak 2010.
[3] Kitai, A., 2008. Luminescent Materials and Applications, John Wiley&Sons,Ltd, Canada.
[4] M. Yen, W., Shionoya, S., and Yamamoto,H., 2006. Phosphor Handbook Second Edition, CRC Press, Boca Raton, pp. 254-258.
[5] Murayama,Y., Takenuchi,N., Aoki,Y., Matsuwaza, T., 1995. Phosphorescent phosphor, United States Patent, No: 5,424,006 dated 13.06.1995. [6] Clabau,F., Rocquefelte, X., Jobic, S., 2005, Mechanism of phosphorescence
appropriate for the long-lasting phosphors Eu2+-doped SrAl2O4 with codopants Dy3+ and B3+, Chem. Mater., 17, 3904-3912
[7] Qiu, Z., Zhou, Y., Lu M., 2007. Combustion synthesis of long-persistent luminescent MAl2O4:Eu2+, R3+ (M = Sr, Ba, Ca, R = Dy, Nd and La) nanoparticles and luminescence mechanism research, Acta Materialia, 55, 2615–2620.
[8] Ping, H., Cai-E, C., and Sen, W., 2009. Synthesis and characterization of Sr3Al2O6:Eu2+, Dy3+ phosphors prepared by sol-gel-combustion processing, Chinese Physics B, Vol.18 no.10.
[9] Zhang, R., Han,G., Zhang, L., Yang, B., 2009. Gel combustion synthesis and luminescence properties of nanoparticles of monoclinic SrAl2O4:Eu2+, Dy3+, Materials Chemistry and Physics, pp. 255–259.
[10] Albani, J.R.,2007. Principles and Applications of Fluorescence Spectroscopy, Blackwell publishing,France.
[11] Kasap, S., Capper,P., 2006. Elektronic and photonic materials,Springer, New York.
[12] Han, S.D., Singh, K., Cho,T., 2008. Preparation and characterization of long persistence strontium aluminate phosphor, Journal of Luminescence, 128, 301-305.
[13] Uluç, A.V., 2008. Synthesis and characterization of phosphorescent strontium aluminate, Msc Thesis, Sabancı Üniversitesi, Ġstanbul.
[14] Kamiyanagi, Y., Kitaura, M., Kaneyoshi, M., 2007. Temperature dependence of long –lasting afterglow in SrAl2O4:Eu, Dy phosphor, Journal of Luminescence, 122, 509-511.
[15] Liu,Z., Li, Y., Xiong, Y., 2004. Electroluminescence of SrAl2O4:Eu2+ phosphor, Microelectronics Journal, 35, 375-377.
[16] Url-2 <http://www.olympusmicro.com/primer/java/jablonski/jabintro/ html>, alındığı tarih 12 Ocak 2010.
[17] B. Valeur, J.C. Brochon, 2001. New Trends in Fluorescence Spectroscopy, Springer, Germany, pp. 18-19.
[18] M. Yen, W., Shionoya, S., and Yamamoto,H., 2006. Phosphor Handbook Second Edition, CRC Press, Boca Raton, pp. 381-386.
[19] Xindong, L., Minjuan, Z., Renqin, W., 2008. Roles of Eu2+, Dy3+ ions in persistent luminescence of strontium aluminates phosphors, Glass Physics and Chemistry, Vol.23, no.5.
[20] Tang, Z., Zhang, F., Zhang, Z., 2000. Luminescent properties of SrAl2O4:Eu, Dy material prepared by the gel method, Journal of The European Ceramic Society , 20, 2129-2132.
[21] Escribanoa, P., Marchala, M., Luisa Sanjua, M., 2005. Low-temperature synthesis of SrAl2O4 by a modified sol–gel route: XRD and Raman characterization, Journal of Solid State Chemistry, 178, 1978–1987. [22] Chander, H., Haranath, D., Shanker, V., 2004. Synthesis of nanocrystals of
long persisting phosphor by modified combustion technique, Journal of Crystal Growth, 271, 307-312.
[23] Song, H., Chen, D., Tang, W., 2008. Synthesis of SrAl2O4:Eu2+, Dy3+, Gd3+ phosphor by combustion method and its phosphorescence properties, Elsevier-Displays, 29, 41-44.
[24] M. Yen, W., Shionoya, S., and Yamamoto,H., 2006. Phosphor Handbook Second Edition, CRC Press, Boca Raton, pp. 785-787, 789-791
[25] Karasu, B., Özkara, Ö., 1999. Cam ve seramik sanayiinde kullanılan fosfor esaslı malzemeler, Metalurji Dergisi, 121, Cilt. 23, syf. 28.
[26] Chang, C. , Li, W., Huang, X., 2010. Photoluminescence and afterglow behavior of Eu2+, Dy3+ and Eu3+, Dy3+ in Sr3Al2O6 matrix, Journal of Luminescence, 130, 347–350.
[27] Lu, Y., Li, Y., Xiong, Y., 2004. SrAl2O4:Eu2+, Dy3+ phosphors derived from a new sol-gel route, Microelectronics Journal, 35, 379-382.
[28] Sarkisov, P.D., Popovich N.V., Zhelnin A.G., 2003. Luminophorws based on strontium aluminates produced by the sol-gel method, Glass and Ceramics, Vol.60, no.10, pp.6-9.
[29] Marchal, M., Escribano, P., Cada, J.B, 2003. Long-Lasting phosphorescent pigments of the type SrAl2O4: Eu2+,R3+(R = Dy, Nd) synthesized by the sol-gel method, Journal of Sol-Gel Science and Technology, 26, 989–992.
[30] Yu, X., Zhou, C., He, X., 2004. The influence of some processing conditions on luminescence of SrAl2O4:Eu2+ nanoparticles produced by combustion method, Materials Letters, 58, 1087– 109.
[31] Mothudi, B.M., Ntwaeaborwa O.M., Botha J.R., 2009. Photoluminescence and phosphorescence properties of MAl2O4:Eu2+, Dy3+ (M=Ca,Ba,Sr)
phosphors prepared at an initiating combustion temperature of 500oC, Physica B, 404, 4440–4444.
[32] Lin, Y., Tang, Z., Zhang, Z., 2003. Influence of co-doping different rare earth ions on the luminescence of CaAl2O4-based phosphors, Journal of The European Ceramic Society, 23, 175-178.
[33] M. Yen, W., Shionoya, S., and Yamamoto,H., 2006. Phosphor andbook Second Edition, CRC Press, Boca Raton, pp. 793-800.
[34] Cordoncilloa, E., Julian-Lopeza, B. Martíneza, M., 2009. New insights in the structure luminescence relationship of Eu:SrAl2O4, Journal of Alloys and Compounds, 484, 693–697
[35] Url-3 <http://www.periodni.com/slike/monoclinic.gif>, alındığı tarih 18 ġubat 2010.
[36] Ryu, H., Bartwal, K.S., 2009. Defecet structure and its relevance to photoluminescence in SrAl2O4:Eu2+, Nd3+, Physica B, 404, 1714- 1718.
[37] Lü, X., Shu, W., Yu, Q., Fang, Q., 2007. Roles of doping ions in persistent luminescence of SrAl2O4: Eu2+,RE3+ phosphors, Glass Physics and Chemistry, Vol. 33, no. 1, pp. 62–67.
[38]Katsumata T., Toyomane S., Sakai R., 2006. Trap levels in Eu-doped SrAl2O4 phosphor crystals co-doped with rare-earth elements, Journal of American Ceramic Society, 89, 932–936.
[39] Shafia, E., Bodaghi, M., Tahriri, M., 2010. The influence of some processing conditions on host crystal structure and phosphorescence properties of SrAl2O4:Eu2+, Dy3+ nanoparticle pigments synthesized by combustion technique, Current Applied Physics,10, 596-600.
[40] Ping, H., Cai-E, C., Hao, H., 2009. Eu,Dy co-doped SrAl2O4 Phosphors prepared by sol-gel –combustion processing, Journal of Sol-Gel Science Technology, 50, 308-313.
[41] Karagöz, ġ., Polat, ġ., 2006. Malzeme Karakterizasyonu, Kocaeli Üniversitesi Yayınları, Kocaeli, pp.4-38.
ÖZGEÇMĠġ
Ad Soyad: Cem KARAKAġ
Doğum Yeri ve Tarihi: Niğde / 10.03.1984
Adres: GazimuhtarpaĢa Sok. Öncü Apt. 27/1 Kat:5 Daire No.12 Feneryolu/ĠSTANBUL
Lise: Niğde Fen Lisesi
Lisans Üniversite: Metalurji ve Malzeme Müh. – Kocaeli Üniversitesi Yayın Listesi
KarakaĢ C., Aydın S., Solak N., 2010: Synthesis of phosphorescence materials by modified sol-gel process. 3rd International Cogress on Ceramics, November 14-18, 2010 Osaka, Japan.(Kabul Edildi)
KarakaĢ C., Aydın S., Solak N., 2010: Modifiye edilmiĢ sol-jel prosesiyle stronsiyum aluminat esaslı fosforesans malzeme sentezi, 15. Uluslararası Metalurji-Malzeme Kongresi, Kasım 11-13, 2010 Ġstanbul, Türkiye.(Kabul Edildi)