Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Sep 2021)
Synthesis and study of europium doped BaI2 in glass ceramic form
Abstract
Present paper reports an approach to BaI2:Eu2+ glass ceramic fabrication from a powder route. The structural, morphological, luminescent and paramagnetic properties of the materials synthesized this way have been investigated. X-ray diffraction analysis made evidence for the glass ceramics containing BaI2·2H2O and BaI2 inclusions when 50 wt.% of the starting iodide powder had been used in the synthesis process. According to scanning electron microscopy, only two samples demonstrated presence of ceramics particles inside: those with initial mix of 25 and 50 wt.% of the BaI2:Eu2+. Photoluminescence spectra could be measured only in these samples. They were multicomponent as compared to the single band spectrum observed in the BaI2:Eu2+ powder. Altogether this indicates europium distribution over several places with different environments in the materials. BaI2 dissolution in the glass matrix is confirmed further by electron paramagnetic resonance measurements. They have shown that the Eu2+ ions predominantly stay in the glass avoiding ceramic grains. Only negligibly small amount presumably occupies the ceramic part in the sample with the initial 50 wt.% part of the BaI2 powder. The Eu2+ → Eu3+ charge transformation under 442 nm laser light irradiation has been observed in the glass ceramics as well. Resumen: Este artículo informa sobre el enfoque de síntesis de BaI2:Eu2+ vitrocerámica a partir de una ruta de polvo. Se han investigado las propiedades estructurales, morfológicas, luminiscentes y paramagnéticas de los materiales sintetizados de esta manera. El análisis de la difracción de rayos X había demostrado las vitrocerámicas que contienen inclusiones de BaI2·2H2O y BaI2 cuando el 50% en peso del polvo de yoduro se había utilizado en el proceso de síntesis. Según la microscopia electrónica de barrido, solo dos muestras demostraron la presencia de partículas de cerámica adentro: aquellas con una cantidad inicial del 25 y 50% en peso del BaI2:Eu2+. Los espectros de fotoluminiscencia solo se pudieron medir en estas muestras. Eran multicomponentes en comparación con el espectro de banda única observado en el polvo BaI2:Eu2+. En conjunto, esto indica la distribución de europio en varios lugares con diferentes ambientes en los materiales. La disolución de BaI2 en la matriz de vidrio se confirma, además, por mediciones de resonancia paramagnética electrónica. Han demostrado que los iones de Eu2+ permanecen predominantemente en el vidrio, evitando los gránulos de cerámica. Solo una cantidad insignificantemente pequeña ocupa presumiblemente la parte cerámica en la muestra con el 50% en peso del polvo inicial de BaI2. La transformación de carga de Eu2+→Eu3+ bajo irradiación de luz láser de 442 nm también se ha observado en la vitrocerámica.
