Tunable luminescence of doped MAI2SI2O8 aluminosilicates (M=Ca, Sr, Ba)

par Wubin Dai

Thèse de doctorat en Science des matériaux, Physico-chimie du solide

Sous la direction de Stéphane Jobic, Hélène Brault et de Philippe Deniard.


  • Résumé

    Pour espérer résoudre les problèmes de réchauffement de la planète, il devient urgent de promouvoir toute action susceptible de conduire à des économies d'énergie. A ce jour, 20% de la production d'électricité sont dédiés à l'éclairage. Dès lors, dans un contexte où la demande en énergie va croissante en relation avec une population mondiale toujours plus importante, la découverte de nouvelles sources lumineuses s'avère être primordiale pour favoriser la diminution de la consommation d'énergie électrique, tout en respectant au maximum les nouveaux impératifs environnementaux via l'augmentation de la fiabilité des dispositifs, leur temps de vie et l'innocuité des produits commercialisés. Seul un nombre très restreint de matériaux luminescents peut aujourd'hui répondre aux exigences précitées. Pourtant les dispositifs à base de diodes électroluminescentes sont appelés à remplacer les sources d'éclairages classiques à court terme. Cette thèse a pour objectif l'élaboration de luminophores blancs excitables dans l'UV. Notre attention s'est portée sur l'étude d'aluminosilicates de formulation MAl2Si2O8 (M = Ca, Sr, Ba) dopés avec des ions Eu2+, Eu3+, Ce3+ et Mn2+ cations qui jouent le rôle d'activateur, de sensibilisateur ou de sensibilisateur et d'activateur. Le transfert d'énergie du cérium vers le manganèse a été mis en évidence et permet l'obtention d'une couleur plus chaude qu'avec la phase au cérium seul. Par ailleurs, la possibilité de stabiliser de façon concomitante des ions Eu2+ et Eu3+ dans le réseau hôte au travers de synthèse à l'air est démontrée, la concentration en Eu2+ pouvant être partiellement contrôlée au travers d'un choix approprié d'un co-dopant.

  • Titre traduit

    Luminescence adaptable d'aluminosilicates dopés de formation MAI2Si2O8 (M=Ca, Sr, Ba)


  • Résumé

    To address issues of global warming, promotion of energy-saving actions has become an urgent duty. Nowadays, approximately 20% of global electricity consumption is used for illumination only. In a context where the ever-increasing energy demand is coupled with a regular population growth, it is of prime importance to discover new light sources that could offer benefits in terms of electrical energy consumption, luminous efficiency, but also maintenance, reliability, lifetime, environmental protection, etc. So far only a very limited number of phosphors can fulfil the requirements for white-light LED applications, i. E. A high quantum yield, a high colour quality, a long stability. Hence, white light emitting diodes receive a strong incentive with the expectation to replace conventional and fluorescent lamps for general lighting applications in the near future. This thesis aims exclusively at the development of a next generation of LED sources based on the association of a near UV-LED chip with an innovative inorganic single phase white emitting phosphor. We will focus our attention on the optical properties of (co)doped MAl2Si2O8 phosphors (M= Ca, Sr, Ba) where Eu2+, Eu3+, Ce3+ and Mn2+ cations can play the role of activator, sensitizer, or both sensitizer and activator. In particular, we evidence that Mn2+ cations can be pumped via energy transfers to give rise to a warmer light compared to Ce only based materials, while Eu2+ and Eu3+ can be stabilized naturally in MAl2Si2O8 host lattices when prepared in air with a partial control of the Eu2+ concentration via the use of appropriate codopants.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (203 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Réf. bibliogr.

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  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. BU Sciences.
  • Disponible pour le PEB
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