Caractérisations structurales et optiques d'ultraphosphates de terres rares LnP5O14 (Ln=La, Gd et Y) synthétisés par la voie solide et par le procédé sol-gel

Optical and structural characterizations of rare earth ultraphosphates LnP5O14 (Ln=La, Gd and Y) synthesized in the solid state and by sol-gel process

• Auteur / Autrice : Aicha Mbarek
• Direction : Daniel Zambon, Mohieddine Fourati
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie. Science des matériaux
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Clermont-Ferrand 2 en cotutelle avec Université de Sfax

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sol-gel, Procédé

Terres rares

Phosphates

Luminophores

Métaux des terres rares

Gadolinium

Yttrium

Ions

Granulométrie

Spectroscopie Raman

Spectroscopie infrarouge

Luminescence

Résumé

Ce travail est consacré au développement de luminophores ultraphosphatés de formule LnP5O14 (Ln=Gd, La et Y) activés par les ions Eu3+ et/ou Tb3+, synthétisés par la technique sol-gel sous forme de poudres. Les conditions opératoires optimales ont été déterminées, la caractérisation des intermédiaires de réaction et de matériaux finaux a été menée d'un point de vue structural (DRX, IR, Raman, RMN) ou morphologique (MEB, granulométrie laser). L'activation par une sonde fluorescente comme l'ion Eu3+ a aussi permis d'affiner la caractérisation des matériaux en identifiant les signatures spectrales des centres émetteurs corrélativement à leur environnement cristallographique. Une étude structurale a permis de caractériser les variétés monoclinique C2/c et orthorhombique Pnma de l'ultraphosphate d'yttrium YP5O14 à partir des données de la diffraction X sur monocristal. Une étude cristallochimique approfondie des ultraphosphates de formule LnP5O14 a révélé l'existence des variétés monocliniques C2/c pour les ultraphosphates EuP5O14 et GdP5O14 et invalidé l'existence de la variété orthorhombique Pnma pour les ultraphosphates de terres rares de plus grands rayons ioniques. L'étude des propriétés de luminescence sous excitation VUV a montré que les matrices ultraphosphates étudiées dopées en ions Eu3+, répondent favorablement aux conditions requises pour être employées dans les dispositifs plasma. Dans la matrice au gadolinium, un processus de down-conversion est à l'origine du transfert d'énergie entre les ions Gd3+ Et Eu3+ lorsque l'excitation est portée dans la bande d'adsorption caractéristique de la matrice ultraphosphate