CONTRACT 490/2009 


FINANTARE :                         CONSILIUL NATIONAL AL CERCETARII STIINTIFICE DIN INVATAMANTUL SUPERIOR (CNCSIS), BUCURESTI, ROMANIA
FUNDED BY:                         NATIONAL COUNCIL OF THE SCIENTIFIC RESEARCH IN UNIVERSITIES (CNCSIS), BUCHAREST, ROMANIA

DIRECTOR DE PROIECT:    Dr. Serban GEORGESCU
PROJECT MANAGER:           Dr. Serban GEORGESCU
Email: serban.georgescu@inflpr.ro

DURATA PROIECTULUI:       2008 - 2011
CONDUCATOR PROIECT:   INSTITUTUL NATIONAL DE CERCETARE-DEZVOLTARE PENTRU FIZICA LASERILOR, PLASMEI SI RADIATIEI INFLPR DIN BUCURESTI

OBIECTIVE
I. Sinteza si caracterizarea structurala a pulberilor nanometrice de fosfori oxidici cu structura langasitului, dopate cu europiu.
II. Studiul influentei conditiilor de preparare asupra proprietatilor de emisie a pulberilor de fosfori cu structura langasitului.
III. Studiul efectelor substitutiei ionilor Ga³⁺ prin Al³⁺ si In³⁺ in diversi compusi din familia langasitului asupra proprietatilor de luminescenta.

OBJECTIVES
I. Synthesis and structural characterization of nanometer powders of oxide phosphors with langasite structure, doped with europium.
II. Study of the influence of preparation conditions on the emission properties of phosphors powders with langasit structure.

III. Study of the effects of the substitution of Ga³⁺ ions by Al³⁺ and In³⁺ in various compounds from the langasite family on their luminescence properties.

REZULTATE
2009:
• Au fost sintetizate pulberi de langasit (La₃Ga₅SiO₁₄), langatat (La₃Ga_5.5Ta_0.5O₁₄) si langanit (La₃Ga_5.5Nb_0.5O₁₄) dopate cu Eu³⁺ si au fost tratate termic in aer la temperaturi pana la 1350ºC.
• Au fost prezentate doua lucrari la Romanian Conference on Advanced Materials, ROCAM 2009, 25-28 August 2009, Brasov, Romania:
- S. Georgescu, A.M. Voiculescu, O. Toma, C. Tiseanu, L. Gheorghe, A. Achim, C. Matei, ”Eu-doped langasite, langatate, and langanite - possible new red phosphors,” Abstract Book, ISSN 1842-3574, page 28.
- A.M. Voiculescu, S. Georgescu, L. Gheorghe, A. Achim, O. Toma, C. Matei, M. Osiac ”Growth and characterization of the partially disordered La₃Ga_5.5-xAl_xTa_0.5O₁₄ single crystals doped with Eu³⁺,”
Abstract Book, ISSN 1842-3574, page 23.
• La Conferinta Internationala Micro- to Nano-Photonics II - ROMOPTO 2009, 31 August - 3 Septembrie 2009, Sibiu, Romania, a fost prezentata lucrarea:
- S. Georgescu, A.M. Voiculescu, O. Toma, L. Gheorghe, A. Achim, C. Matei, I. Enculescu, E. Matei, M. Osiac, ”Optical and morphologic properties of YVO₄:Eu phosphor, ” presentation III.P.1.
• A fost publicata lucrarea:
1. S. Georgescu, A. M. Voiculescu, O. Toma, C. Tiseanu, L. Gheorghe, A. Achim, C. Matei, "Eu-doped langasite, langatate and langanite - possible new red phosphors,”
Optoelectronics and Advanced Materials - Rapid Communication 3 (12), 1379-1382 (2009).
2. S. Georgescu, A.M. Voiculescu, C. Matei. O. Toma, L. Gheorghe, A. Achim, “Reflectance measurements on europium-doped langasite, langanite and langatate powders,” 
Romanian Reports in Physics 62 (1), 128-133, (2010).

2010:
• Au fost sintetizate pulberi de langasit langanit (La₃Ga_5.5Nb_0.5O₁₄) in care Ga³⁺ a fost substituit partial cu Al³⁺ sau In³⁺.
• Pulberile obtinute au fost tratate termic la temperaturi cuprinse intre 700ºC si 1100ºC.
• Pulberile au fost caracterizate prin XRD, FTIR si spectroscopie optica (luminescenta, reflactanta difuza, cinetica nivelelor metastabile).
• Spectrele de reflectanta difuza arata ca in urma tratamentelor termice pulberile capata o culoare rosie, culoare care se intensifica cu temperatura de tratament. Aceasta colorare ecraneaza radiatia de
pompaj (~ 400 nm), ducand la scaderea eficientei emisiei.
• In urma tratamentelor termice la temperaturi ridicate, o parte din faza de langanit se transforma in perovskit (LaGaO₃); substituirea a 10-at.% din Ga³⁺ cu Al³⁺ franeaza aparitia fazei de perovskit.
• Au fost publicate urmatoarele lucrari:
1. S. Georgescu, A.M. Voiculescu, O. Toma, S. Nastase, C. Matei, M. Osiac, „Luminescence of Eu-doped langanite nanopowders synthesized by a citrate sol–gel method,” 
Journal of Alloys and Compounds 507 (2), 470-474 (2010).
2.S. Georgescu, A. M. Voiculescu, O. Toma, L. Gheorghe, A. Achim, C. Matei, S. Hau, “Luminescence efficiency of europium-doped LGS, LGT and LGN crystals”, Optoelectronics and Advanced Materials - Rapid Communication 4 (12), (acceptata spre publicare).

2011:
• Rezultatele obţinute în cursul anului 2011 au confirmat faptul că langanitul (La₃Ga_5.5Nb_0.5O₁₄ –LGN) dopat cu europiu este materialul cel mai bun pentru realizarea fosforilor cu emisie în roşu. Acest material
este o bună gazdă pentru Eu³⁺ care substituie izovalent La³⁺. Simetria locală (C₂) este suficient de scăzută pentru a asigura o mare intensitate tranziţiei de dipol electric (⁵D₀ → ⁷F₂) în raport cu celelalte
tranziţii, lumina emisă fiind destul de monocromatică. Benzile de absorbţie sunt largi datorită dezordinii parţiale, asigurând absorbţia eficientă a radiaţiei de pompaj. Sinteza acestui material se face destul de uşor
prin sol-gel nitrat-citrat sau prin reacţie în fază solidă. Măsurătorile noastre au demonstrat că prin substituirea parţială a Ga³⁺ cu Al³⁺ faza de langanit este stabilizată pentru nanocristalele obţinute prin sol-gel şi
pentru temperaturi de tratament termic ridicate (1100ºC).
• Pompajul cel mai eficient are loc la ~395 nm, şi 465 nm, aşa cum demonstrează spectrele de excitaţie şi de reflectanţă difuză. Prin urmare, luminescenţa acestui material poate fi eficient excitată cu diode
luminescente cu emisie in albastru sau UV.
• Eficienţa emisiei europiului în raport cu YVO₄:Eu³⁺, unul dintre cei mai eficienţi fosfori, este aproximativ 60%, o valoare care ofera o perspectivă acestui nou material.
• Au fost sintetizate (prin reacţie în fază solidă şi prin sol-gel) pulberi de langanit şi langatat dopate cu erbiu şi yterbiu. La pompaj în IR (935 nm şi 980 nm) aceste materiale emit eficient în verde şi roşu.
Ca fosfor cu excitare în IR şi emisie in vizibil, aceste materiale prezintă o serie de avantaje: linii largi de absorbţie datorită dezordinii, fononi mici (condiţie esenţială pentru fosforii cu erbiu cu emisie în verde sau
roşu) şi o bună rezonanţa energetică între Yb³⁺ şi Er³⁺.
Având în vedere potenţialul acestei clase de materiale, cercetările privind eficienţa ca fosfori cu conversie superioară vor continua în cadrul unui grant posdoc.
• Rezultatele obţinute în cursul acestui an au fost concretizate în 4 lucrări ştiintifice şi în 5 prezentări la conferinţe.

• Articole publicate în cursul anului 2011:
1. S. Georgescu, O. Toma, and A. M. Voiculescu, “Effects of the thermal treatment on the luminescence of YVO₄:Er³⁺ nanocrystals”, Optoelectron. Adv. Mater. – Rapid Commun. 5, 1207 (2011).
2. S. Georgescu, A. M.Voiculescu, O. Toma, L. Gheorghe, and A. Achim, “⁵D₀ luminescence in europium-doped langanite”, Optoelectron. Adv. Mater. – Rapid Commun. 5, 1139, (2011).

• Articole trimise la publicare în cursul anului 2011:
1. S. Georgescu, A. M. Voiculescu, S. Nastase, O. Toma, C. Matei, and R. Bîrjega, “Effect of aluminum substitution on the phase stability and luminescence properties of Eu-Doped langanite
nano-powders synthesized by a citrate sol-gel method”, trimisă la Romanian Reports in Physics.
2. S. Georgescu, O. Toma, A. M. Voiculescu, C. Matei, R. Bîrjega, and L. Petrescu, “Infrared-excited bright green and red luminescence in La₃Ga_5.5Ta_0.5O₁₄ doped with erbium and ytterbium”, 
trimisă la Physica B.

• Mobilităţi în 2011:
A. Participarea a două persoane la "International student workshop on laser applications”, May 31 - June 4, 2011, Bran-Romania:
A.1. Voiculescu Ana-Maria, Georgescu Serban, Matei Cristina, Toma Octavian, Nastase Silviu, Bîrjega Ruxandra, “Upconversion luminescence of langanite powders doped with erbium and ytterbium”.
A.2. Matei Cristina, Georgescu Serban, Voiculescu Ana-Maria, Toma Octavian, Nastase Silviu, “Luminescence properties of Eu-doped La₃(Ga_1-xAl_x)_5.5Nb_0.5O₁₄ nano-powders synthesized by a citrate
sol-gel method”
B. Participarea unei persoane la “12th International Balkan Workshop on Applied Physics”, July 06-08, 2011, Constanţa-România
B.1. Ana-Maria Voiculescu, Serban Georgescu, Ruxandra Bîrjega, Octavian Toma, Cristina Matei, Livia Petrescu, Ionuţ Enculescu, Elena Matei, “Infrared-excited bright green and red luminescence
in La₃Ga_5.5Ta_0.5O₁₄ doped with erbium and ytterbium”.
C. Participarea a două persoane la: “Physics Conference TIM-11”, November 24-27, 2011, Timişoara, România
C1. A. M. Voiculescu, S. Georgescu, O. Toma, C. Matei, R. Bîrjega, L. Petrescu, “Luminescence properties of La₃Ga_5.5Ta_0.5O₁₄ doped with erbium and ytterbium”.
C2. Matei E. C., Georgescu S., Voiculescu A, M., Toma O., Năstase S., “Luminescence properties of Eu-doped La₃(Ga_1-xAl_x)_5.5Nb_0.5O₁₄ nano-powders synthesized by a citrate sol-gel method”.