Enhancing the intensity of the photoluminescence emission of 5D0→7F2 transition in In2O3 by Eu3+/Li+ Co-doping at fixed 1%

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Lemos, Samantha C. S. ; Assis, Marcelo ; Ribeiro, Lara K. ; Serna-Gallen, Pablo ; de Souza, Daniele ; Gouveia, Amanda F. ; Cordoncillo, Eloisa ; Gobato, Yara G. ; de Oliveira, Marisa C. ; Gracia, Lourdes ; Longo, Elson ; Lima, Renata C. ; Andres, Juan

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: CERAMICS INTERNATIONAL; v. 51, n. 18, p. 9-pg., 2025-07-01.

Resumo

Modulating and elevating the PL intensity of inorganic semiconductor through the co-doping of rare-earth and alkali cations is a viable approach for regulating their behavior. Here, we present a dual strategy, based on the codoping process of Eu3+/Li+ of In2O3, at fixed 1 % concentration, that boosts the PL intensity. In1.98Eu0.02-xLixO3, (x = 0.0, 0.002, 0.004, 0.008) samples have been synthesized by a microwave hydrothermal method with a postannealing treatment. The structural aspects, composition, morphology, and optical properties were analyzed by XRD with Rietveld refinement, Raman, FE-SEM, XPS, TEM, and PL spectroscopy. By adjusting the Eu3+/Li+ ratio, we control the PL emission intensity of the prominent 5D0 -> 7F2 transition, as well as its variation with temperature. Remarkably, the sample In1.98Eu0.02-xLixO3 with x = 0.004 exhibits a five-fold increase in PL intensity compared to the In2O3: 1 % Eu3+. This enhanced performance is attributed to the synergy between the Li + doping and presence of oxygen vacancies. DFT calculations point out that the difference in the local atomic arrangements of the two adjacent [EuO6] and [LiO5Vo] clusters correlates with the amount the electron transfer as result of the charge compensation. These findings provide insights for controlling the PL emission intensity in practical applications. (AU)

• Processo FAPESP: 23/01415-1 - Influencia do doping de terras raras na estrutura do fotoânodo de BiVO4 para degradação de biomassa e geração de combustíveis
• Beneficiário: Lucia Helena Mascaro Sales
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 23/08525-7 - Desenvolvimento de curativos cutâneos 3D de colágeno marinho enriquecidos com nanoparticulas funcionais para a regeneração de feridas cutâneas
• Beneficiário: Marcelo de Assis
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 23/12399-7 - Influência do doping de terras raras na estrutura do fotoânodo de BiVO4 para degradação de biomassa e geração de combustíveis
• Beneficiário: Lara Kelly Ribeiro da Silva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Fixação de Jovens Doutores
• Processo FAPESP: 13/07296-2 - CDMF - Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais
• Beneficiário: Elson Longo da Silva
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão - CEPIDs
• Processo FAPESP: 21/01651-1 - CDMF - Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais: estudo teórico de materiais multifuncionais com potencial aplicação antiviral
• Beneficiário: Marisa Carvalho de Oliveira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 22/16840-7 - Geração de ROS e atividade biocida superior do semicondutor AgNbO3: uma perspectiva teórica aprofundada
• Beneficiário: Marisa Carvalho de Oliveira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado