Etude d'une nouvelle famille d'aluminosilicates de baryum et strontium dopés à l'europium : structure, fluorescence, phosphorescence et thermoluminescence

• Main Author: Denis, Grégoire
• Language: FRE
• Published: Université de Nantes 2008
• Subjects: [CHIM:MATE] Chemical Sciences/Material chemistry; Fluorescence; Phosphorescence; Thermoluminescence; Europium; Aluminosilicate; Structure; Rietveld; Diode Blanche; LED; DFT
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00557138; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/55/71/38/PDF/Thesis_denis2008.pdf; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/55/71/38/ANNEX/GDenisPhDRefereesReports.pdf

Dans le cadre de la recherche de matériaux fluorescents et/ou phosphorescents à émission blanche, une nouvelle famille d'aluminosilicate de baryum/strontium dopée à l'europium (Ba/Sr)13-xAl22+2xSi10+2xO66:Eu a été étudiée. La première partie de ce mémoire rappelle les mécanismes d'émissions de fluorescence de l'ion Eu2+ et les processus de thermoluminescence (TL). La seconde partie est quant-à-elle consacrée aux conditions de synthèse des matériaux étudiés, à leur caractérisation structurale et leurs propriétés optiques. Typiquement, sous illumination UV, un matériau de la famille sus-mentionnée présente deux bandes de fluorescence (respectivement centrées dans le bleu et le vert du spectre du visible) dues à la présence de Eu2+ dans des sites cristallographiques distincts. Le cation Eu2+ occupe préférentiellement l'un des sites comme nous avons pu le vérifier par calculs ab-initio de type DFT. Les deux bandes d'émissions recouvrant la totalité du spectre du visible donnent lieu à une émission blanche pour l'oeil humain. La variation du taux d'europium et de la proportion Ba/Sr permettent de modifier le rendu colorimétrique de l'émission. Après arrêt de l'excitation UV, le composé présente une phosphorescence blanche visible une dizaine de minutes. Des mesures de déclins d'émission conjointement à des expériences de TL ont permis d'identifier et caractériser les pièges responsables de la phosphorescence. Enfin, l'analyse spectrale de la TL a pu mettre en avant une dépendance des spectres de TL avec la température à laquelle le matériau est excité. Ce phénomène surprenant a fait l'objet d'une analyse détaillée.