Abstract In the present work, nanoporous anodic aluminum oxide (NAAO) layers were synthesized by mild and mild-hard anodization methods in a solution of oxalic acid and photoluminescence properties of these oxide layers were compared. Then, the nanoporous anodic aluminum oxide: Sm3+ (NAAO: Sm3+) nanocomposite layer is produced by boiling the NAAO layers in a solution of samarium nitrate and annealing at different temperatures under argon atmosphere. Moreover, effect of anodizing parameters (time and voltage), Sm3+ concentrations, and annealing temperatures on photoluminescence properties of the NAAO: Sm3+ nanocomposite layers were investigated and results indicate composition of SmAlO3. Finally, morphology, phase structure, energy levels, and emission wavelengths of the oxide layers were investigated by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), X-ray diffraction analysis (XRD), and photoluminescence (PL) spectroscopy. Results indicate that the PL intensity of the NAAO layers produced by mild-hard anodization is more than the mild anodization. Moreover, the layers produced at 120 V for 2 h have the most PL intensity. At 1200 °C temperature, 0.7 M concentration of samarium ions the most PL intensity is created. Moreover, with the excitation of the NAAO: Sm3+ nanocomposite layer created at 400 nm wavelength, three main emission bands from the 4f-4f intra-configuration transitions from Sm3+ ions are clearly observed. These transitions include 4G5/2 → 6H5/2, 4G5 2 → 6H7/2, and 4G5/2 → 6H9/2.

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纳米多孔阳极氧化铝 (NAAO) 的合成和光致发光特性：Sm3+ 纳米复合层：阳极氧化参数（时间和电压）、Sm3+ 浓度和退火温度的影响

摘要 在目前的工作中，纳米多孔阳极氧化铝 (NAAO) 层在草酸溶液中通过温和和温和-硬阳极氧化方法合成，并比较了这些氧化物层的光致发光性能。然后，纳米多孔阳极氧化铝：Sm3+（NAAO：Sm3+）纳米复合层是通过在硝酸钐溶液中煮沸 NAAO 层并在氩气气氛下在不同温度下退火而产生的。此外，还研究了阳极氧化参数（时间和电压）、Sm3+ 浓度和退火温度对 NAAO：Sm3+ 纳米复合材料层的光致发光性能的影响，结果表明 SmAlO3 的组成。最后，形态、相结构、能级、通过场发射扫描电子显微镜 (FE-SEM)、X 射线衍射分析 (XRD) 和光致发光 (PL) 光谱研究了氧化物层的发射波长和发射波长。结果表明，轻度-硬质阳极氧化产生的 NAAO 层的 PL 强度大于轻度阳极氧化。此外，在 120 V 下生产 2 小时的层具有最大的 PL 强度。在 1200 °C 的温度下，0.7 M 浓度的钐离子会产生最大的 PL 强度。此外，在 NAAO: Sm3+ 纳米复合材料层的激发下，在 400 nm 波长处产生了来自 Sm3+ 离子的 4f-4f 构型内跃迁的三个主要发射带。这些转换包括 4G5/2 → 6H5/2、4G5 2 → 6H7/2 和 4G5/2 → 6H9/2。结果表明，轻度-硬质阳极氧化产生的 NAAO 层的 PL 强度大于轻度阳极氧化。此外，在 120 V 下生产 2 小时的层具有最大的 PL 强度。在 1200 °C 的温度下，0.7 M 浓度的钐离子会产生最大的 PL 强度。此外，在 NAAO: Sm3+ 纳米复合材料层的激发下，在 400 nm 波长处产生了来自 Sm3+ 离子的 4f-4f 构型内跃迁的三个主要发射带。这些转换包括 4G5/2 → 6H5/2、4G5 2 → 6H7/2 和 4G5/2 → 6H9/2。结果表明，轻度-硬质阳极氧化产生的 NAAO 层的 PL 强度大于轻度阳极氧化。此外，在 120 V 下生产 2 小时的层具有最大的 PL 强度。在 1200 °C 的温度下，0.7 M 浓度的钐离子会产生最大的 PL 强度。此外，在 NAAO: Sm3+ 纳米复合材料层的激发下，在 400 nm 波长处产生了来自 Sm3+ 离子的 4f-4f 构型内跃迁的三个主要发射带。这些转换包括 4G5/2 → 6H5/2、4G5 2 → 6H7/2 和 4G5/2 → 6H9/2。7 M 浓度的钐离子产生最大的 PL 强度。此外，在 NAAO: Sm3+ 纳米复合材料层的激发下，在 400 nm 波长处产生了来自 Sm3+ 离子的 4f-4f 构型内跃迁的三个主要发射带。这些转换包括 4G5/2 → 6H5/2、4G5 2 → 6H7/2 和 4G5/2 → 6H9/2。7 M 浓度的钐离子产生最大的 PL 强度。此外，在 NAAO: Sm3+ 纳米复合材料层的激发下，在 400 nm 波长处产生了来自 Sm3+ 离子的 4f-4f 构型内跃迁的三个主要发射带。这些转换包括 4G5/2 → 6H5/2、4G5 2 → 6H7/2 和 4G5/2 → 6H9/2。