Etude Spectroscopique De Matériaux Luminescents : Les Vitrocéramiques Oxyfluorées Dopées Erbium, Europium Et Gadolinium

Résumé: Le présent travail est consacré à l’étude des propriétés thermiques, structurales et optiques des verres, vitrocéramiques oxyfluorés du système GeO2 – PbO – PbF2 monodopés par des ions Er3+, Eu3+, Gd3+ et codopés Eu3+ - Gd3+ auquel on a aussi annexé l’étude des céramiques β-PbF2 dopées par les mêmes ions. La phase qui cristallise dans la matrice vitreuse est la phase β-PbF2. Les échantillons élaborés sont généralement transparents et de bonne qualité optique. Des mesures d’ATD ont été effectuées sur l’ensemble des échantillons de verres élaborés afin de déterminer tous leurs effets thermiques et en déduire leur stabilité. La concentration en ions dopants influe sur la stabilité des verres synthétisés. Nous avons aussi présenté les propriétés structurales en fonction de la concentration en ions dopants par DRX et MET et corrélé les résultats obtenus. Généralement, il existe un bon accord entre les deux techniques. Nous avons enregistré une diminution du paramètre de maille de la phase cubique β-PbF2 au fur et à mesure que la concentration des ions dopants augmente et ceci quelque soit le type d’ions. Les mesures spectroscopiques de fluorescence, d’excitation et de dynamique de fluorescence menées sur l’ensemble des échantillons monodopés Er3+, Eu3+, Gd3+ et codopés Eu3+ - Gd3+ synthétisés avant et après l’étape de céramisation, ont mis en évidence l’insertion de l’ion de terre rare dopant. Dans le cas des ions Eu3+ présents dans les nanocristaux de β-PbF2, l’environnement autour de ces ions dépend fortement de la matrice de départ. La dynamique de fluorescence des niveaux 5 D1 et 5 D2 de l’ion Eu3+ dopant les verres GPbF est principalement gouvernée par l’existence de relaxations croisées entre ions europium voisins. L’étude optique préliminaire, effectuée sur des échantillons polycristallins de β-PbF2 codopés Eu3+ - Gd3+, montre qu’un transfert d’énergie a lieu du gadolinium vers l’europium. Ce travail révèle que les vitrocéramiques fluorogermanates de plomb codopées Gd3+/Eu3+ sont potentiellement prometteuses pour des applications mettant en jeu le mécanisme de transfert d’énergie par division de photons.

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