Lazerler. Optik sensörler. Fosforlar, Işık parıldamaları. teknolojisinde ( fononları

Transkript

1 FOSFOR MALZEMELER YAPISAL VE OPTİKSEL ÖZELLİKLERİ ARAŞTIRMA GRUBU Fotonikte Uygulamalar: Aydınlatma ( Eu,Ce,Tb katkılı fosforlar) Lazerler Optik sensörler Display Uygulamaları Fosforlar ve Fosforlar ın Fotonikteki Kullanım Sahaları : Fosforlar, Işık Yayan Diyotlar (LED), Alan Emisyon Ekran lar (FED), Katod Işınn Tübleri (CRT), Vakum Floresan Ekranlar (VFD), Plazmaa Ekran Panelleri (PDP) ve X ışını görüntü parıldamaları gibi uygulama alanlarında hızla gelişen günümüz sanayisinde yaygın olarak o kullanılır. Özellikle oksit ve sülfit fosforlar üzerindee yapılan araştırmalar fotonik teknolojisinin her geçen gün gelişmesi ve buna karşılık fotonik teknolojisinde duyulan yeni, uygun malzeme arayışına cevap verebilmek amacıylaa artmaktadır[1]. Nadir Toprak (RE) iyonu katkılı malzemelerde (camlar, kristaller, nadir toprak içeren kuantum noktaları katkılı camlar vs.) lüminesans fotonik uygulamalarında bulduğu geniş kullanım alanından dolayı son zamanlarda büyük ilgi çekmektedir. RE iyonlarının bir grubu 4f n konfigürasyonununn enerji seviyeleri arasındaa elektronik geçişlerden kaynaklanan bir ışımaa gösterir. Bu 4f elektronları komşu iyonların 5s 2 ve v 5p 6 elektronları tarafından kristal alanındann oldukça iyi perdelenir. Bundan dolayıı konak (katkılamanın yapıldığı) malzeme RE enerji seviyeleri üzerinde oldukça zayıf bir etkiye sahiptir. Tb +3,Prr +3,Tm +3 ve Eu +3 gibi RE iyonları oldukçaa düşük salınım şiddeti ( ), uzun yaşam süresine (ms) sahip yarıkararlı elektronik enerji seviyeleri dar spektral genişliğe (520 cm 1 konak kristali içinde) sahip özellikler gösterir. Ayrıca RE katkılı malzemeler uzun dalgaboylu ışığı görünür radyasyona çevirdiklerinden dolayı bu RE katkılı malzemeler optik çevirici olarak ta bilinirler[2,3]. Diğer nadir toprak iyonları ( Ce +3 ve Eu +2 ) 4f n 15d 1 uyarılmış hali ile 4f n arasında geçişlerin sonuçlanmasıyla lüminesans olabilir. Çizgisel ışımalardan farklı 5d uyarılmış hali 5s 2 ve 5pp 6 elektronları tarafından kristal alanından keskin bir şekilde perdelenemez. Bundan dolayı spektral özellikler, host malzemenin örgüsü tarafındann kuvvetlice etkilenir. Spektral genişlik tipik olarak 1000 cm 1 mertebesindedir.. Bu iyonlar daha kısa yaşam süresine (ns, µs) sahiptir ve geçişler seçimm kuralının paritesi tarafından yasaklı değildir. Ekran teknolojisi ve diğer katı k hal aydınlatmaları için RE iyonlarının emisyon karakteristiklerii sırasıyla, dalga boyu, spektral çizgi genişliği ve v çizgi şiddetidir. RE iyonları için emisyonun spektral genişliği, örgü fononları ile etkileşmelerin varlığından dolayı serbest iyonn seviyelerininn kaymasından kaynaklanır. RE iyonları ve örgü arasında zayıf etkileşmeler nedeniyle bu seviyelerin kayması oldukça küçüktür. Bu ekran uygulamalarında oldukça iyi bir fayda sağlar. RE iyonları nedeniyle çizgi şiddeti, özel geçişlerin doğasına ve host malzemeye bağlıdır. Verilen bir emisyon için olasılık, RE iyonu üzerindeki kırılma indisine bağlı olan yerel elektrik alan şiddetininn ve çizgi şiddetinin bir fonksiyonudur. Işıma verimi emisyon olasılığının bir fonksiyonu oldugundan dolayı daha yüksek kırılma indisine sahip malzemeler, daha yüksek kuantum verimlilikleri sergiler[4].

2 Özellikle bu fosfor malzemelerin boyutlarının nanometre (nm) mertebesine indirilmesiyle termal ve optik özelliklerinin tek kristal formundaki malzemeye oranla dikkate değer bir biçimde geliştiği görülmüştür[5, 6]. Dolayısıyla bu tür nano boyutlu malzemelerin termal ve optik özellikleri üzerindeki boyutun etkisi ve farklı sentezleme tekniklerinin boyut üzerindeki etkisinin araştırılması fotoniğe yönelik malzeme geliştirme çalışmalarında önemli ve en temel aşamalardan birisidir. Bu nano boyutlu fosforlar arasında farklı nadir toprak iyonları katkılı Yitriyum Oksit(Y 2 O 3 ), Yittrium Silikat(Y 2 SiO 5 ve Y 2 Si 2 O 7 ) ve farklı nadir toprak iyonları katkılı Çinko Süfit(ZnS), Çinko Selenit(ZnSe), Kadmiyum Sülfit(CdS) ve Kadmiyum Selenit(CdSe) gibi yarıiletken malzemeler en dikkat çekenleridir. Özellikle Nd 3+ katkılı Y 2 O 3 üzerindeki ilgi ticari lazer diyotların dalgaboyunun Nd 3+ iyonunun 808 nm deki güçlü soğurmasının dalgaboyuyla eşleşmesi ve kübik Y 2 O 3 tek kristalinin dayanıklı ve kararlı yapısı, yüksek termal iletkenliği ve geniş bir spektral aralıkta optik saydamlığı gibi üstün özelliklerinden kaynaklanmaktadır[7]. Ayrıca yarıiletken kuantum noktalar üzerindeki ilgi optik spektrumun maviyeşil ve ultraviyole bölgesinde buldukları ışık saçan diyotlar, düz panel ekranlar, elektrolüminesans cihazlar, kızılötesi pencereler ve solar enerji sistemleri gibi uygulama alanlarından kaynaklanmaktadır[8]. Fotonik malzemelerin optik özelliklerinin araştırılması, bu malzemelerin: 1. ışığı soğurma, 2. lüminesans özelliklerinin belirlenmesi yöntemleri ile yapılmaktadır. 1. Işığın soğurulması ve soğurma tesir kesitini etkileyen parametreler: Nd 3+ ve benzeri Nadir toprak iyonlarının n 4 f konfigürasyonu içerisindeki ışımalı geçişler radiative transitions resulting in a photon emission) JuddOfelt teorisine[ 9 ] göre analiz edilebilirler. JuddOfelt teorisine göre başlangıç durumu ( L)J [( S, L) J; ( S', ) J '] S, den son durum ( S', ) J ' f cal üç tane Ω t parametresine bağlıdır ve aşağıdaki gibi verilir; ye elektrikdipol soğurma geçişinin osilatör gücü f cal ( J J ') 2 8π mc = 3h λ ( 2J + 1) 2 2 ( n + 2) () t Ω()( t S, L) J U ( S', ) 9n t= 2,4,6 J ' (2) Burada λ geçişin ortalama dalgaboyu, m elektronun kütlesi, n ortamın kırma indisi, c ışık hızı, Ω( t) ( t = 2,4,6) JuddOfelt parametleri ve U t () ( t = 2,4,6) birim tensör operatörlerinin matris elemanlarıdır. Her bir geçiş bandının deneysel şiddet parametreleri f exp nadir toprak elementi ile katkılandırılmış optik malzemenin soğurma spektrumundan aşağıdaki eşitlik kullanılarak hesaplanmaktadır; 2 mc = σ ( λ) dλ 2 π λ e f mea 2 ln10 dn ( λ) dλ OD( λ) σ = dλ 0 (3a) (3b)

3 Burada N 0 nadir toprak iyonunun konsantrasyonudur, e elektronun yükü, OD(λ) soğurma spektrumundan belirlenen dalgaboyunun bir fonksiyonu olan optik yoğunluk, d ise numunenin kalınlığıdır. Deneysel ve teorik değerler arasındaki ortalama karekök sapma aşağıdaki gibi hesaplanır; rmsδf = N ed ed ( f mea f cal ) i= 1 N 3 2 (4) Burada N hesaplamalarda kullanılan soğurma bantlarının sayısıdır. Göreli hata ise; rmsδf rms error = 100% (5) rmsf şeklinde verilir. Burada rms f ; rmsf = N ed ( f mea ) i= 1 N 2 (6) şeklinde verilir. Bazı önemli ışıma parametreleri bu hesaplanan Ω t değerleri kullanılarak hesaplanabilir. Elektrikdipol geçişlerinin kendiliğinden emisyon olasılıkları A ed, aşağıdaki eşitlikle hesaplanmıştır; A ed [( S, L) J; ( S', ) J '] π e n = 3 3h λ ( 2J + 1) 2 2 ( n + 2) t Ωt ( S, L) J U ( S', ) 9 t= 2,4,6 J ' (7) Başlangıç seviyesinden ( L)J S, düşük seviyelere ( ', ) J ' [( S, L) J; ( S', ) J '] S olan geçişlerin floresans dallanma oranları ise; [( S, L) J; ( S', ) J '] A[ ( S, L) J; ( S', ) J '] A β = (8) S ',, J ' eşitliğiyle hesaplanmıştır. Benzer olarak ışıyan düzeyin ışımalı yaşam süresi ise aşağıdaki gibi verilir; = A S ',, J ' [( S, L) J; ( S', ) J '] 1 τ rad (9) JudOfelt modelini ifade eden eşitlik (2) den de görüldüğü gibi Nd3+ iyonunun herhengi bir elektronik geçiş tesir kesiti ortamın kırma indisne bağlı olarak değişmektedir. J. S. Meltzer, SP. Feofiloz, B. Tissue ve HB Yuan Dependence of Fluorescence Lifetimes of Y2O3:Eu 3+ nanoparticles on the surrounding medium başlıklı çalışmalarında [10] nanoboyuttaki fosfor malzemelerde boyutun kontrollü bir şekilde değiştirilmesi ile ortamın kırma indisinin kontrol edilmesinin mümkün olduğunu göstermişlerdir. D.W. Cookee ve arkadaşları Luminescent

4 properties and reduced dimensional behavior of hydrothermally prepared Y 2 SiO 5 5:Ce nanophosphors başlıklı [11 ] çalışmalarında hem soğurma s hem de ışıma bandlarının maksimum şiddetlerinin oluştuğu dalga boyunda tek Kristal formuna göre kayma k gözlediklerini kaydetmişlerdir. Bu çalışmalardann da anlaşılacağı üzere nanoboyutun nadirtoprak elementlerinin çeşitli geçişlerine ait soğurma tesir kesitleri, soğurma ve ışıma bandlarının maksimumm şiddetlerinin oluştuğu dalgaboyu üzerinee etkisinin araştırlması önemm kazanmaktadır. 2. Lüminesans özellikleri ve ışıma kuvantum verimini etkileyen faktörler: Luminesans: i) zorlamasız (spontaneous) ışımaa ve ii) zorlamalı (stimulated ) ışıma olmak üzeree iki farklı mekanizma ile gerçekleşmektedir. İki İ mekanizmaa arasındaki temel fark, zorlamalı ışımaa prosesinde, uyarılmış enerji durumunda bulunan bir elektronun temel yada dahaa alt enerji durumuna geçerken ışıma yapmaya zorlanmasıdır. Proses sırasında uyarma işini yapan foton hiç değişikliğe uğramadığı gibii elektronun yayınladığı y foton da uyarma fotonunun faz, frekans, kutuplanma ve yön özelliklerine sahip olmaktadır.. Zorlamalı ışıma olayı optik yükseltme ( optical amplification) olup laserlerin temelidir. Şekil 4. zorlamalı ışıma prosesi sırasında elektronun enerji durumundaki değişimi göstermektedir. Şekil 4. Lazer ışığı üretiminin şematik gösterimi Zorlamalıı ışıma prosesini matematiksel olarak modellemek için atomun bir uyarılmış u enerji seviyesindee olduğunu düşünmek gerekir. Eğer atom uyarılmış enerji durumundan temel enerji durumuna kendiliğinden geçerse atomun geçiş sonunda yayınladığı fotonun enerjisi ve frekansı arasında aşağıdaki ilişki vardır. E 2 E 1 = hν, (10) burada h Planck sabitidir. Başka bir proseste uyarılmış durumdaki atomun başka bir fotonun elektrik alanı a ile etkileşerek etkileştiği foronun frekans ve doğrultusunda ışıma yaparak temel duruma dönmesidir. Bu durumda yani uyarılmış enerji seviyesinde bulunan atomların sayısı N ( atom sayısı/m3) ise zorlamalı ışıma hızı aşağıdaki şekilde verilmektedir:, (11)

5 Burada B 21 orantı sabiti (Einstein katsayısı) ve ρ( (ν), ν frekasındaki uyarma fotonlarının f radyasyon yoğunluğudur. İfadeden de görüleceği gibi ışımaa hızı uyarılmış durumdaki atomların sayısı ve atom ile etkileşen foton yoğunluğuna bağlı olarak değişmektedir. Kritik özellik olarak zorlamalı ışımaa sonunda yayınlanan fotonun etkilşme olmasıdır. Bu özellik optiksel yükseltme olayının temelini oluşturmaktadır. fotonu ile özelliklerinin birebir ayni Doppler Etkisi gibi bazı nedenlerle ışıma ı spektrumu dalgaboyuna göre dağılım gösterirler. Bu durumda spektral çizgi fonksiyonu kullanılır. Lorentz dağılımına göree ρ(ν), aşağıdaki ifade ile verilir: (12) Burada hertz biriminde yarı şiddet yüksekliğindeki band genişliğidir (FWHM) Bu modell ve koşulları sağlandığında geçerlidir. g Spektral çizgi fonksiyonu ayrıca aşağıda verilen normalizasyon koşulunu sağlamalıdır. (13) Lorentz çizgi fonksiyonunun maksimumu (14) Değerinde oluşur ve normalize edilmiş çizgi fonksiyou boyutsuz ve verilir. olup aşağıdaki ifade ile (15) Zorlamalıı ışıma tesir kesiti bu durumda, aşağıdaki ifade ile verilmektedir. (16) Burada:

6 A 21 : Einstein katsayısı (Rad./s( biriminde). Soğurma spektrumuu ve JuddOfelt teorisi kullanılarak hesaplanmaktadır. λ lazer ışığı dalga boyu (metre biriminde) ) n : lazer malzemesinin kırma indisi ( birimsiz) g(ν) : spektral çizgi fonksiyonu ( saniye biriminde). Sadece belirli koşullar sağlandığındaa zorlamalı ışımanın optiksel olarak yükseltilmesi mümkün olabilmektedir. Bir dış uyarma kaynağı vasıtası ile lazerr ışığı üreten ortamda nüfus tersinmesininn oluşturulması gerekmektedir. Nüfus tersinmesinin birim hacimdeki (m 3 ) matematiksel ifadesi aşağıdaki gibidir. (17) Burada g1 ve g2 1. ve 2. enerji seviyelerinin dejenereliğidir. Bu durumda birim alan başına oluşan zorlamamalı ışıma (lazer ışığı şiddeti) şiddeti: ş (18a) (18b) burada (19) Integralini alırsak

7 (20a) Veya (20b) Yukarıdaki ifadelerden de anlaşılacağı gibi zorlamalı ışıma tesir kesitinin belirlenmesi optiksel yükseltmede çok önemlidir. Zorlamalı ışıma tesir kesitini ifade eden eşitlik (16) dan da görüldüğü gibi Nd 3+ + iyonunun herhengi bir elektronikk geçiş tesir kesiti ortamın kırma indisnee ve fonon yoğunluğuna bağlı olarak değişmektedir. Literatürde fosfor malzemelerinin ışıma veriminee nanoboyutun etkisini araştırmış olan bir kaç bilimsel l çalışma mevcuttur[12 18] Örneğin E.T. Goldberg ve arkadaşlarıy 2 O 3 : Tb +3 nanokristall fosforlarda ışıma verimliliğin (40100A o parçacık boyutu aralığında) boyutun karesiyle orantılı olarak değiştiğini rapor edilmiştir.[19] Bu değişimin,ışmasız katkı azalmasının parçacık boyutunun azalmasıyla ilişkilendirileceği düşünülmüştü r. TranKim Anh ve arkadaşları[20] ise Y 2 O 3 : Eu +3 nanofosfor malzemesinin ışıma verimine Eu +3 konsantrasyonunun etkisini %1%10 mol aralığında incelemişlerdir. Bu araştırmadaa uyarma kaynağı olarak 337,1nm de ışıma yapan N 2 gaz lazeri kullanılmış olup Şekil.11 elde edilen Eu +3 :Y 2 O 3 ün lümünesans l spektrumlarını s göstermektedir. Şekil 1 den görüleceği gibi luminesans şiddetinde Eu +33 konsantrasyonu %10mol e kadar artırıldığında dahi sönüme neden olmamıştır. Genel olarak tekk kristal içerisindeki nadir toprak iyonlarının konsantrasyonu %2 nin üzerine çıktığında ışıma şiddetinde azalma dolayısıyla daa ışıma veriminde düşme gözlendiği g bilinmektedir. Bu durumda nano boyutun luminesans verimini doğrudan etkilediği Eu +3 :Y 2 O 3 kristalinde gözlenmiştir. g Şekil 1. Eu +3 :Y 2 O 3 nanokristalinin ışıma spektrumunun Eu+3 konsantrasyonu ile değişimi [17]

8 TranKim Anh ve arkadaşları[20,21] Y 2 O 3 : Eu +3 nanofosfor malzemesinde Euu +3,Tb +3, Er +33,Yb +3 iyonları arasında olabilecek enerji transfer ve üstenerjidönüşüm(upconversion) süreçlerine nadir n toprak iyon konsantrasyonu, ısıl işlem sıcaklığı ve malzeme sentezinde kullanılan çözücü gibi parametrelerin nin etkilerini araştırmışlardır. Örneğin Er +3 :Y 2 O 3 nanofosforlarda 800nm lik uyarmadan sonra ( 2 H 11/2, 4 S 3/2 ) 4 I 15/2 2 (515nm575nm) ve 4 F 9/2 4 I 15 5/2(640nm690nm) geçişleriyle uyumlu yeşil ve kırmızı floresans çizgileri gözlenmiştir.[21,22]. 980nm dalgaboyundaki fotonlar Er +3 iyonunlarını 4 I 15/2 taban seviyesinden 4 I 11/2 seviyesine uyarmaktadır. 4 I 11/2 seviyesine s uyarılmış olan iki Er + 3 iyonu etkileşerek birisi 4 F 7/2 seviyesine uyarılırken diğeri de temel enerji durumuna geçmektedir. Etkileşme sonucu iyonlar arasındaki enerji transfer prosesleri üstenerji dönüşümüne neden olduğundan Er 3+ katkılı bu nanofosfor malzemelerde yeşil ve kırmızı ışımaa çizgileri gözlenmektedir. Üst enerji dönüşüm verimini artırabilmek için Şekil. 2 de şematik olarak gösterildiği gibi nanofosfor malzemeler Er 3+ veyb 3+ iyonları ile birlikte katkılanırlar. Yb +33 iyonu 980nmm de Er +3 iyonuna göre çok daha iyi birr soğurucu olduğundan süreç Yb +3 iyonlarının geniş soğurma tesir kesitiylee daha çok kendini gösterecektir.. Şekil 2 Er +3 ve Yb +3 arasındaki enerji transfer ve üst enerji dönüşüm süreçlerinin şematik gösterimi[18,19]. Nadir toprak iyonlar ile katkılı sistemlerde gözlenen enerji transfer süreçlerinin araştırılmasında uyarılmış enerji seviyelerinin yaşam sğürelerini belirlemek son derece önemlidir. Örnek olarakk Şekil 3, Eu +33 ve Tb +3 ile katkılanmış Y 2 O 3 nanofosfor malzemede 612nm (Eu+3 ışıması) ile 545nm (Tb+3 ışıması) gözlenmiş olan ışımalarının yaşam sürelerinee (sönüm eğrileri) Eu/Tb konsantrasyon oranının etkisini göstermektedir.

9 Şekil 3.YY 2 O 3 nano fosfor malzemedee Eu +3 ve Tb +33 ışıma yaşam sürelerine iyon konsantrasyonunun etkisi[20]. Y 2 O 3 SiO 2 sistemleri için iki önemli bileşik vardır: i.yitrium ortoo silikat (Y 2 SiO 5 1Y 2 O 3 :SiOO 2 ), ii. Yitrium disilikat (Y 2 Si 2 O 7 1Y 2 O 3 :2SiOO 2 ). Benzer şekilde nadir toprak iyonları içeren yitriyum silikat bileşikleri de fotonik uygulamalarında önemli bir yere sahiptir. Fotonik cihazların üretimini ve gelişimini sağlayabilmek, öncelikle fotonik malzemelerin üretimi[23,24], yapısal karakterizasyonu ile fiziksel, kimyasal ve optik özelliklerinin araştırılmasını gerektirmektedg dir. Bu amacaa ulaşmak için seçilen malzemenin yapısal ve v optik özelliklerini araştırmada kullanılan geleneksel teknikler ile nanokarşın, bu teknolojiyi birleştirmek esastır. Malzeme seçimi, üretimi gerçekleştirilmek istenen cihazın fonksiyonlarına doğrudan bağlı olmasına malzemelerin hem yapısal hem de optik (spektroskopik) özelliklerini incelemek için kullanılan teknikler pek farklılık göstermez. Yapı analizleri için genel olarak, termal analiz (DTA/TGA/DSC), Xışnları kırınımı (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM), atomik kuvvet mikroskobu (AFM), geçirmeli elektron mikroskobu (TEM) gibi yöntemler kullanılmaktadır. Spektroskopik özelliklerin araştırılması ve geliştirilmesi için kullanılan başlıcaa teknikler zaman çözünürlü spektroskopi (TRS; time resolved spectroscopy) Optiksel kazanç k Spektroskopisi (OGS; Optical gain Spectroscopy), lazer spektroskopisi (LS; Laser spectroscopy) ve soğurma spektroskopisidir (UVVISNIR) [23]. Fotonik cihazların üretiminde kullanılan başlıca malzemelerden nadir toprak elementleri (Nd 3+, Er 3+, Tm 3+ gibi) ile eser miktarda katkılandırılmış fosfor tozlar (Eu 3+ katkılı Y 2 O 3 v.b.) [25] camlarr (amorf) [26], tekkristaller (YAG( gibi) [27], nanokristaller[28] ve saydam polikristal seramikler[29] önemlidirler. Bu malzemelerin seçimi kullanım

10 amacına göre değişikler göstermektedir. Örneğin infrared lazer sistemlerinin üretilmesi ve geliştirilmesinde öncelikli hedef, bu cihazların ilgilenilen dalgaboyu aralığındaki kuantum verimini artırmaktır. Kuantum verimini doğrudan etkileyen faktörlerin başında ışımasız etkileşmeler nedeniyle oluşan enerji kayıpları gelir[30]. Dolayısıyla ışımasız enerji kayıpları minimum olan bir malzemenin seçimi birinci derecede önemlidir. Fosforlar, fotonik endüstrisindeki önemli uygulama alanlarında kullanılmaktadır[31]. Özellikle son beş yıl içerisinde bu alanlardaki araştırma ve geliştirme çalışmaları boyutları 100nm den daha küçük olan fotonik malzemeler ve bu malzemelerin kullanılmasıyla geliştirilmesi planlanan fotonik cihazlar üzerinde yoğunlaşmıştır[9,3236]. Dolayısıyla nano boyutlu fosfor malzemelerin hem görüntüleme hem de fotonik endüstrisinde kullanılmaya başlanması çok önemli gelişim ve değişimlere yol açmaktadır. Ancak ışımasız enerji kayıplarının ana kaynağı olan latis elektron etkileşmesi yani fonon enerji durum yoğunluğuna nanoboyutun etkisi üzerine yapılmış olan çalışmalar çok sınırlıdır. Önerilen projenin desteklenmesi ile bizim bilgilerimize göre literatürde bulunmayan ilk sistemetik bir deneysel çalışma sonunda elde edilecek veriler yorumlanacak ve nanoboyutun araştırılacak nanokristal malzemelerde lüminesans ve enerji transfer süreçleri üzerine etkisi açıklanmaya çalışılacaktır. KAYNAKLAR [1]P.D.Rack, A.Naman, P.H. Holloway, S.S.Sun, R.T. Tuenge, MRS Bull 21 (3) (1996) 49. [2] T. Kim Anh, L. Quoc Minh, N. Vu, T. Thu Huong, N. Thanh Huong, C. Barthou, W. Strek, Journal of Luminescence, (2003) [3] S.Ekambaran, K.C.Patil, M.Maaza, Journal of Alloys and Compounds, 393 (2005) [4] S.Strite, in H.J. Quessier (ed.)ad. Solid State Phys.Springer 1994 [5] Williams DK, Bihari B, Tissue BM., J. Phys. Chem. B. 1998; 102: [6] Peng H, Song H, Chen B, Lu S, Huang S., Chem. Phys. Lett. 2003; 370: [7] Xiaoman Hu, Qiuhong Yang, Chuanguo Dou, Jun Xu, Hongxu Zhou, Opt. Mater., 30 (2008) [8] Yunpeng Wang, Xi Yao, Minqiang Wang, Fantao Kong, Junfang He, J. Cryst. Growth, 268 (2004) 580 [9] B.R. Judd, Phys. Rev. 127 (1962) 750; G.S. Ofelt, J. Chem. Phys. 37 (1962) 511 [10] R.S. Meltzer, S.P. Feofilov, B. Tissue, H.B. Yuan, Phys. Rev. B 60(20) (1999) R14012 [11] D.W. Cooke, J.K. Lee, B.L. Bennett et al. Appl. Phys. Lett. 88 (20) (2006) [12] H. Eilers and B. M. Tissue, Laser Spectroscopy of Nanocrystals Eu2O3 and Eu 3+ :Y2O3, ChemicalPhysicsLetters, vol. 251, no. 12, pp , [13] M. Kottaisamy, D. Jeyakumar, R. Jagannathan, and M. M. Rao, Yttrium oxide: Eu red phosphor by selfpropagating high temperature synthesis, Materials Research Bulletin, vol. 31, no. 8, pp , 1996 [14] B. Bihari, H. Eilers, and B. M. Tissue, Spectra and dynamics of monoclinic Eu2O3 and Eu3+ :Y2O3 nanocrystals, Journal of Luminescence, vol. 75, no. 1, pp. 1 10, 1997 [15] T. Ye, Z. Guiwen, Z. Weiping, and X. Shangda, Combustion synthesis and photoluminescence of nanocrystalline Y2O3:Eu phosphors, MaterialsResearchBulletin, vol. 32, no. 5, pp , [16] G.Blasse andb.c.grabmaier, Luminescent Materials, Springer, Berlin, Germany, [17] C. Feldmann, Polyolmediated synthesis of nanoscale functional materials, AdvancedFunctionalMaterials, vol. 13, no. 2, pp , [18] R. Bazzi, M. A. FloresGonzalez, C. Louis, et al., Synthesis and luminescent properties of sub5nm lanthanide oxides nanoparticles, JournalofLuminescence, vol , pp , 2003 [19] ] E. T. Goldburt, B. Kulkarni, R. N. Bhargava, J. Taylor, and M. Libera, Size dependent efficiency in Tb doped Y2O3 nanocrystalline phosphor, Journal of Luminescence, vol , pp , 1997 [20]TranKim Anh and et all,journal of Nanomaterials, Volume 2007 p:110

11 Optik Sensörler: [21] ] J. A. Capobianco, F. Vetrone, J. C. Boyer, A. Speghini, and M. Bettinelli, Enhancement of red emissionn ( 4 F9/ I15/2)via upconversion in bulk and nanocrystalline cubic Y2O3:Er, JournalofPhysic calchemistryb, vol. 106, no. 6, pp , [22] ] N. Vu, T. K. Anh, L. Q. Minh, and C. Barthou, Optical properties of Er 3+ doped Y2O3 nanophosphors, Communicationin Physics, vol. 12, pp , [23] B.L. Cushing, V.L. Kolesnichenko, C.J. O Connor Chem. Rev (2004) [24] V. Buissette, D. Giaume, G. Thierr Y, J:P: Boilot, J. Materials Chem (2006) [25] S. Mukherjee, V. Sudarsan, RK Vatsa, SV Godbole, Nanotechnology (2008) [26] H. Kalaycıoğlu, H. Çankaya, MN. Çizmeciyan, A. Sennaroğlu, G. Ozen, J. Lumin. 128(9) 1501 (2008) [27] G. Özen, O. Forte, B. DiBartolo, JM. Collins, J. Appl. Phys. 102(2) (2007) [28] G.R. Williams Laser Phosphors Ph.D. Thesis University of MichiganUSA (1999) [29] J. Lu, M. Prabhu, J. Song, C. Li, J. Xu, K. Ueda, A.A Kaminskii, Appl. Phys. B (2000). [30] L.G. Jacobson, B.L. Bennet, R.E. Muenchausen, J.F. Smith, D. W. Cooke, Radiation Measurements (2007) [31] B.I. Lee, L. Qi, T. Copeland, J. Ceram. Process. Research 6(1) 31 (2005) [32] D.W. Cooke, J.K. Lee, B.L. Bennet, J.R. Groves, L.G. Jacobson, E.A. McKigney, R.E. R Muenchausen, M. Nastasi, K.E. Sickafus, M. Tang, J.A. Valdez, Appl. Phys. Lett (2008) [33]. D.W. Cooke,.M.W. Blair, J.F. Smith, B.L. Bennet, L.G. Jacobson,, E.A. McKigney, R.E. Muenchausen, IEEE Trans. On Nuclear Sci. 55(3) 1118 (2008) [34] X.Y. Chen, H.Z. Zhuang, G.K. Liu, J. Appl. Phys. 94(9) 5559 (2003) [35] C.N.R. Rao, A.K. Cheetham, J. Mater. Chem (2001) [36] D. Tatar, H. Kaygusuz, F. Tezcan, FB. Erim, ML. Oveçoğlu, G. Ozen Y2O3 Nanophosphors Synthezed by Combustion adn Thermal Decomposition Techniques 11th Annual Conference on NanoScience and NanoTechnology, NSTI NanoTech, BostonUSA (MO81919) (June 15/2008) Fiziksel özelliklerin, elektrik ve manyetik alanlar, sıcaklık, basınç,rotasyon,pozisyon değiştirme, radyasyon, akış, sıvı seviyesi, titreşimler, ışık şiddeti ve renk gibi yaygın bir aralığını ölçmek için geliştirlmişlerdir Mevcut diğer sensör türlerine kıyasla ; Elektriksel aletler değildir. Küçük kablo boyutları ve ağırlıkları gerektirir. Küçük sensör boyutlarını mümkün kılar. Erişilemeyen bölgelerde erişime olanak sağlar. Kontak gerektirmez. Uzaktan kontrol mümkündür. Yüksek hassasiyet, Çözünürlük ve dinamik aralık sağlar. Veri iletişim sistemlerinde arayüzey olanağı sunar.

12 Lazerler: Malzeme İşleme (kesme,kaynak,lehim,delme,yakma) Geniş Ölçekli Lazer Göstergeler (RGB kaynakları) Uzaktan kumanda ( Jeoloji, Atmosferik Fizik,Sismoloji ) Tıp Uygulamaları ( Nd:YAG lazer,göz, Prostat vs.) Askeri Uygulamalar (Anti füze, Anti mermi Silahlar ) Temel Bilimler ( Parçacık hızlandırıcılar) Lazer indüklemeli Nükleer fisyon (NIF projesi) Uzun Dönem Hedefleri : Çıkış gücü yüksek lazerle, Nd 3+, Er 3+ +, Pr 3+ vs. katkılı nanofosfor malzemeler Güneş Hücreleri ve Panellerinde Up Conversion : Er 3+ katkılı nanofosfor r malzemelerr Optik Sensörler (Yüksek Sıcaklığı Algılayan ) Nd 3+, Er 3+, Pr 3+ etc. katkılı nanofosfor malzemeler