Репозитарій КНУ
  • Yкраї́нська
  • English
  • Увійти
    Новий користувач? Зареєструйтесь.Забули пароль?
Репозитарій КНУ
  • Фонди & Зібрання
  • Статистика
  • Yкраї́нська
  • English
  • Увійти
    Новий користувач? Зареєструйтесь.Забули пароль?
  1. Головна
  2. Наукові публікації | Scientific publications
  3. Статті | Articles
  4. Sm3+-doped oxygen-rich AlN film: Probing luminescence thermometry and evidencing energy transfer via Sm-O pairs
 
  • Деталі
Параметри

Sm3+-doped oxygen-rich AlN film: Probing luminescence thermometry and evidencing energy transfer via Sm-O pairs

Тип публікації :
Стаття
Дата випуску :
січень 2025 р.
Автор(и) :
Golovynskyi, Sergii
Institute of Semiconductor Physics, Shenzhen University, Taras Shavchenko Kyiv National University, Taras Shevchenko National University of Kyiv
Feihong Zhang
Jiangcheng Luo
Datsenko, Oleksandr 
Київський національний університет імені Тараса Шевченка 
Kravchenko, Vladyslav
Taras Shevchenko National University of Kyiv
Weixiang Sang
Mingwei Jiang
Zhenhua Sun
Li, Baikui
Hong Kong University of Science and Technology, Shenzhen University, University of Science and Technology of China
Lei Jin
Dengfeng Peng
Honglei Wu
Мова основного тексту :
English
eKNUTSHIR URL :
https://ir.library.knu.ua/handle/15071834/8220
DOI :
10.1016/j.jallcom.2024.177365
Журнал :
Journal of Alloys and Compounds
Том :
1010
ISSN :
0925-8388
Початкова сторінка :
177365
Цитування :
Golovynskyi, S., Zhang, F., Luo, J., Datsenko, O. I., Kravchenko, V. M., Sang, W., Jiang, M., Sun, Z., Li, B., Jin, L., Peng, D., & Wu, H. (2024). Sm3+-doped oxygen-rich AlN film: Probing luminescence thermometry and evidencing energy transfer via Sm-O pairs. Journal of Alloys and Compounds, 177365. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2024.177365
Photoluminescence (PL) of a Sm3+-doped (~ 0.2 at%) AlN thin film is studied and compared to an undoped film. Being deposited by radio frequency magnetron sputtering, the films demonstrate a high-quality surface morphology, good crystallinity and even elemental distribution, although they appear to be oxygen-rich (AlN0.9O0.1). The Sm3+-doped film emits a bright orange-red light at UV excitation. In the PL spectrum, a set of line bunches characteristic of Sm3+ is found: the most intense ones at 580, 621 and 660 nm are identified to be due to radiative transitions from the excited Sm3+ level 4G5/2 to the ground ones 6H5/2, 6H7/2 and 6H9/2, respectively. The PL excitation spectrum, being a broad band below 270 nm with shoulders at ~ 280–330 and 330–390 nm, demonstrates no characteristic lines of resonant Sm3+ pumping. So, the rare-earth PL is sensitized by AlN-O defects and oxygen centers or Sm3+-O2– pairs as excitation donors via nonradiative energy transfer. The theoretical calculations of the density of states confirm the existence of Sm3+-O2– pairs and O-related bandgap narrowing. The Sm3+ PL emission has a two-component kinetics with a Sm3+ lifetime of ~ 2 ms, while the component ratio evidences a significant effect of nonradiative processes. Temperature-dependent PL reveals a thermal quenching considered within the model of a charge transfer into the host. The Sm3+ emission lines are examined in terms of applicability to optical thermometry by the fluorescence intensity ratio technique. Considering ratios between integral intensities of the Sm3+ line bunches in the mentioned range, we have found the maximum absolute and relative sensitivities to be ~ 1.3 × 10􀀀 3 and 1.9 × 10􀀀 3 K–1, respectively.
Ключові слова :

AlN

Samarium

Photoluminescense

Nonradiative energy t...

Temperature sensor

Галузі знань та спеціальності :
104 Фізика та астрономія
Галузі науки і техніки (FOS) :
Фізика конденсованих систем
Оптика
Тип зібрання :
Publication
Файл(и) :
Ескіз недоступний
Формат

Adobe PDF

Розмір :

4.45 MB

Контрольна сума:

(MD5):e8729edcfbc621e2eb92f4d876fd667f

Ця робота розповсюджується на умовах ліцензії Creative Commons CC BY-NC-SA

Налаштування куків Політика приватності Угода користувача Надіслати відгук

Побудовано за допомогою Програмне забезпечення DSpace-CRIS - Розширення підтримується та оптимізується 4Наука

м. Київ, вул. Володимирська, 58, к. 42

(044) 239-33-30

ir.library@knu.ua