Modulation des propriétés de luminescence par réduction contrôlée
Permanents impliqués : Romain Gautier, Florian Massuyeau, Eric Faulques, Stéphane Jobic
La réduction contrôlée de dopants d’un matériau permet de modifier ses propriétés optiques tels que l’absorption ou la photoémission. Dans notre groupe, ce processus est utilisé pour contrôler la couleur de la photoluminescence de divers matériaux oxydes. Ainsi, par des choix appropriés de la composition de la matrice, des dopants et par un contrôle fin du degré d’oxydation de ces dopants, des matériaux ayant une luminescence blanche pour des applications de LEDs blanches sont synthétisés.
Mots-clés : Réduction, Dopants, Luminescence
Expertises : Synthèse, Spectroscopie de luminescence, Diffraction des rayons X (monocristal et poudre)
Liens :
- The crucial impact of cerium reduction on photoluminescence
R. Génois, S. Jobic, G. Ouvrard, F. Massuyeau, R. Gautier
Applied Materials Today, 20, 100643 (2020) - Tuning the oxidation states of dopants: a strategy for the modulation of material photoluminescence properties
E. Glais, F. Massuyeau, R. Gautier
Chemistry–A European Journal, 27, 905 (2021)
- Two-step design of a single-doped white phosphor with high color rendering
R. Gautier, X. Li, Z. Xia, F. Massuyeau
Journal of the American Chemical Society, 139(4), 1436-1439 (2017)
Collaborations : Zhiguo Xia (University of Science and Technology Beijing)
Par une réduction contrôlée d'oxydes, il est possible d'adapter les propriétés optiques (absorption, émission) d'un matériau, notamment en modifiant le degré d’oxydation de cations jouant le rôle de chromophores ou d'activateurs. Par exemple, nous avons ainsi développé une approche dans laquelle nous contrôlons le degré d’oxydation de l'europium dans SrAl2O4:Eu pour modifier la couleur de luminescence du rouge au vert en passant par le jaune. La composition d'une solution solide peut également être modulée en parallèle. Nous avons utilisé cette approche pour un silicate (Ca,Mg)x(Na,Sc)1–xSi2O6:Eu. En modifiant la valeur de x puis le ratio Eu2+/Eu3+, il a été possible d'obtenir un composé monophasé mélangeant des photoémissions rouge, verte et bleue dans les bonnes proportions pour cibler la luminescence blanche. Le matériau ainsi obtenu (Na4CaMgSc4Si10O30:Eu) présente un haut rendu de couleur (CRI > 90) (développement actuel dans le cadre d'une ANR JCJC).