Abstract In this paper, luminescence properties of orthovanadates, Y 1− x − y Gd x VO 4 : y Sm 3+ (where x = 0.05–0.50, y = 0.01–0.05), and the energy transfer mechanism from VO 4 3− to Sm 3+ via Gd 3+ ions were investigated in detail. X-ray diffraction (XRD) analysis confirmed the crystalline phase for synthesized nanophosphor in a tetragonal structure with I41/amd space group. The average crystallite size estimated from XRD was ∼28 nm. Field-emission scanning electron microscopy coupled with energy dispersive X-ray analysis revealed oval shaped morphology and composition of the nanophosphor, respectively. From high-resolution transmission electron microscopy observations, the particle sizes were found to be in the range 10–80 nm. The photoluminescence studies of Y 0.77 Gd 0.20 VO 4 :0.03Sm 3+ nanophosphor under 311 nm excitation exhibits dominant emission peak at 598 nm corresponding to 4 G 5/2 → 6 H 7/2 transition. The energy transfer occurs from VO 4 3− to Sm 3+ via Gd 3+ ions was confirmed by applying Dexter and Reisfeld’s theory and Inokuti-Hirayama model. Moreover, the energy transfer efficiencies and probabilities were calculated from the decay curves. Furthermore, Commission Internationale de l’Eclairage (CIE) color coordinate (0.59, 0.37) has been observed to be in the orange-red (598 nm) region for Y 0.77 Gd 0.20 VO 4 :0.03Sm 3+ nanophosphor. These results perfectly established the suitability of these nanophosphors in improving the efficiency of silicon solar cells, light emitting diodes, semiconductor photophysics, and nanodevices.

中文翻译：

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钇钆原钒酸盐纳米磷光体的发光特性和通过 Gd 3+ 离子从 VO 4 3− 到 Sm 3+ 的有效能量转移

摘要 在本文中，原钒酸盐的发光性质，Y 1− x − y Gd x VO 4 : y Sm 3+（其中 x = 0.05–0.50，y = 0.01–0.05），以及来自 VO 4 3− 的能量转移机制详细研究了通过 Gd 3+ 离子对 Sm 3+ 的影响。X 射线衍射 (XRD) 分析证实了合成的纳米磷光体的结晶相具有 I41/amd 空间群的四方结构。从 XRD 估计的平均微晶尺寸为~28 nm。场发射扫描电子显微镜与能量色散 X 射线分析相结合，分别揭示了纳米磷光体的椭圆形形态和组成。从高分辨率透射电子显微镜观察中，发现粒径在 10-80 nm 范围内。Y 0.77 Gd 0.20 VO 4 :0 的光致发光研究。03Sm 3+ 纳米磷光体在 311 nm 激发下在 598 nm 处显示出主要发射峰，对应于 4 G 5/2 → 6 H 7/2 跃迁。通过应用 Dexter 和 Reisfeld 的理论以及 Inokuti-Hirayama 模型证实了通过 Gd 3+ 离子从 VO 4 3- 到 Sm 3+ 的能量转移。此外，能量转移效率和概率是根据衰减曲线计算的。此外，已观察到国际照明委员会 (CIE) 颜色坐标 (0.59, 0.37) 处于橙红色 (598 nm) 区域，Y 0.77 Gd 0.20 VO 4 :0.03Sm 3+ 纳米磷光体。这些结果完美地证明了这些纳米磷光体在提高硅太阳能电池、发光二极管、半导体光物理和纳米器件效率方面的适用性。通过应用 Dexter 和 Reisfeld 的理论以及 Inokuti-Hirayama 模型证实了通过 Gd 3+ 离子从 VO 4 3- 到 Sm 3+ 的能量转移。此外，能量转移效率和概率是根据衰减曲线计算的。此外，已观察到国际照明委员会 (CIE) 颜色坐标 (0.59, 0.37) 处于橙红色 (598 nm) 区域，Y 0.77 Gd 0.20 VO 4 :0.03Sm 3+ 纳米磷光体。这些结果完美地证明了这些纳米磷光体在提高硅太阳能电池、发光二极管、半导体光物理和纳米器件效率方面的适用性。通过应用 Dexter 和 Reisfeld 的理论以及 Inokuti-Hirayama 模型证实了通过 Gd 3+ 离子从 VO 4 3- 到 Sm 3+ 的能量转移。此外，能量转移效率和概率是根据衰减曲线计算的。此外，已观察到国际照明委员会 (CIE) 颜色坐标 (0.59, 0.37) 处于橙红色 (598 nm) 区域，Y 0.77 Gd 0.20 VO 4 :0.03Sm 3+ 纳米磷光体。这些结果完美地证明了这些纳米磷光体在提高硅太阳能电池、发光二极管、半导体光物理和纳米器件效率方面的适用性。能量转移效率和概率由衰减曲线计算。此外，已观察到国际照明委员会 (CIE) 颜色坐标 (0.59, 0.37) 处于橙红色 (598 nm) 区域，Y 0.77 Gd 0.20 VO 4 :0.03Sm 3+ 纳米磷光体。这些结果完美地证明了这些纳米磷光体在提高硅太阳能电池、发光二极管、半导体光物理和纳米器件效率方面的适用性。能量转移效率和概率由衰减曲线计算。此外，已观察到国际照明委员会 (CIE) 颜色坐标 (0.59, 0.37) 处于橙红色 (598 nm) 区域，Y 0.77 Gd 0.20 VO 4 :0.03Sm 3+ 纳米磷光体。这些结果完美地证明了这些纳米磷光体在提高硅太阳能电池、发光二极管、半导体光物理和纳米器件效率方面的适用性。