Abstract

A transparent and emitting ceramic of Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub> doped with 6% Tm<sup>3+</sup> ions is fabricated by vacuum sintering with ZrO<sub>2</sub>. Absorption, photoluminescence (PL), and PL excitation (PLE) spectra are investigated in a spectral range of 200 to 2 100 nm at various temperatures between 296 and 12 K. Intense emission band appears at 450 to 465 nm in the visible range. Near-infrared emission bands are observed at 1 200 to 1 300 nm and 1 400 to 1 550 nm, with intense peaks at 1 270, 1 450, and 1 523 nm. The luminescence mechanisms and potential applications of the emissions are discussed with the help of Judd-Ofelt theory and PLE spectra.

© 2012 Chinese Optics Letters

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. X. R. Hou, S. M. Zhou, Y. K. Li, and W. J. Li, Opt. Mater. 32, 1435 (2010).
  2. J. R. Lu, J. H. Lu, T. Murai, K. Takaichi, T. Uematsu, K. Ueda, H. Yagi, T. Yanagitani, and A. A. Kaminskii, Jpn. J. Appl. Phys. 40, 1277 (2001).
  3. A. Ikesue and Y. L. Aung, Nat. Photonics 2, 721 (2008).
  4. Y. B. Wang, B. S. Wang, Y. Bao, J. L. Xu, S. Song, X. J. Peng, Z. Y. Xu, W. B. Liu, and Y. B. Pan, Chin. Opt. Lett. 8, 1144 (2010).
  5. H. Cai, J. Zhou, H. Zhao, Y. Qi, Q. Lou, J. Dong, and Y. Wei, Chin. Opt. Lett. 6, 852 (2008).
  6. Y. Qi, Q. Lou, H. Ma, and J. Dong, Chin. Opt. Lett. 3, 89 (2005).
  7. B. Jiang, T. Huang, Y. Wu, W. Liu, and Y. Pan, Chin. Opt. Lett. 7, 505 (2009).
  8. J. H. Mun, A. Jouini, A. Novoselov, Y. Guyot, A. Yoshikawa, H. Ohta, H. Shibata, Y. Waseda, G. Boulon, and T. Fukuda, Opt. Mater. 29, 1390 (2007).
  9. Y. Guyot, R. Moncorgd, L.D. Merkle, A. Pinto, B. McIntosh, and H. Verdun, Opt. Mater. 5, 127 (1996).
  10. F. S. Ermeneux, C. Goutaudier, R. Moncorge, M. T. Cohen-Adad, M. Bettinelli, and E. Cavalli, Opt. Mater. 8, 83 (1997).
  11. R. L. Fullman, Trans. Am. Instit. Min. Metal. Eng. 197, 1267 (1953).
  12. P. L. Chen and I. W. Chen, J. Am. Ceram. Soc. 79, 1801 (1996).
  13. W. T. Carnall, P. R. Fields, and B. G. Wybourne, J. Chem. Phys. 42, 3797 (1965).
  14. B. M. Walsh, N. P. Barnes, and B. D. Bartolo, J. Appl. Phys. 83, 2772 (1998).
  15. C. Y. Tu, J. F. Li, Z. J. Zhu, Z. Q. Chen, Y. Wang, and B. C. Wu, Opt. Commun. 227, 383 (2003).
  16. D. C. Zhou, R. F. Wang, Z. W. Yang, Z. G. Song, Z. Y. Yin, and J. B. Qiu, J. Non-Crystal. Solids 357, 2409 (2011).
  17. R. Xu, Y. Tian, L. Hu, and J. Zhang, Appl. Phys. B 104, 839 (2011).
  18. E. Husson, C. Proust, P. Gillet, and J. P. Itie, Mater. Res. Bull. 34, 2085 (1999).

2011 (2)

D. C. Zhou, R. F. Wang, Z. W. Yang, Z. G. Song, Z. Y. Yin, and J. B. Qiu, J. Non-Crystal. Solids 357, 2409 (2011).

R. Xu, Y. Tian, L. Hu, and J. Zhang, Appl. Phys. B 104, 839 (2011).

2010 (2)

2009 (1)

2008 (2)

2007 (1)

J. H. Mun, A. Jouini, A. Novoselov, Y. Guyot, A. Yoshikawa, H. Ohta, H. Shibata, Y. Waseda, G. Boulon, and T. Fukuda, Opt. Mater. 29, 1390 (2007).

2005 (1)

2003 (1)

C. Y. Tu, J. F. Li, Z. J. Zhu, Z. Q. Chen, Y. Wang, and B. C. Wu, Opt. Commun. 227, 383 (2003).

2001 (1)

J. R. Lu, J. H. Lu, T. Murai, K. Takaichi, T. Uematsu, K. Ueda, H. Yagi, T. Yanagitani, and A. A. Kaminskii, Jpn. J. Appl. Phys. 40, 1277 (2001).

1999 (1)

E. Husson, C. Proust, P. Gillet, and J. P. Itie, Mater. Res. Bull. 34, 2085 (1999).

1998 (1)

B. M. Walsh, N. P. Barnes, and B. D. Bartolo, J. Appl. Phys. 83, 2772 (1998).

1997 (1)

F. S. Ermeneux, C. Goutaudier, R. Moncorge, M. T. Cohen-Adad, M. Bettinelli, and E. Cavalli, Opt. Mater. 8, 83 (1997).

1996 (2)

Y. Guyot, R. Moncorgd, L.D. Merkle, A. Pinto, B. McIntosh, and H. Verdun, Opt. Mater. 5, 127 (1996).

P. L. Chen and I. W. Chen, J. Am. Ceram. Soc. 79, 1801 (1996).

1965 (1)

W. T. Carnall, P. R. Fields, and B. G. Wybourne, J. Chem. Phys. 42, 3797 (1965).

1953 (1)

R. L. Fullman, Trans. Am. Instit. Min. Metal. Eng. 197, 1267 (1953).

Aung, Y. L.

A. Ikesue and Y. L. Aung, Nat. Photonics 2, 721 (2008).

Bao, Y.

Barnes, N. P.

B. M. Walsh, N. P. Barnes, and B. D. Bartolo, J. Appl. Phys. 83, 2772 (1998).

Bartolo, B. D.

B. M. Walsh, N. P. Barnes, and B. D. Bartolo, J. Appl. Phys. 83, 2772 (1998).

Bettinelli, M.

F. S. Ermeneux, C. Goutaudier, R. Moncorge, M. T. Cohen-Adad, M. Bettinelli, and E. Cavalli, Opt. Mater. 8, 83 (1997).

Boulon, G.

J. H. Mun, A. Jouini, A. Novoselov, Y. Guyot, A. Yoshikawa, H. Ohta, H. Shibata, Y. Waseda, G. Boulon, and T. Fukuda, Opt. Mater. 29, 1390 (2007).

Cai, H.

Carnall, W. T.

W. T. Carnall, P. R. Fields, and B. G. Wybourne, J. Chem. Phys. 42, 3797 (1965).

Cavalli, E.

F. S. Ermeneux, C. Goutaudier, R. Moncorge, M. T. Cohen-Adad, M. Bettinelli, and E. Cavalli, Opt. Mater. 8, 83 (1997).

Chen, I. W.

P. L. Chen and I. W. Chen, J. Am. Ceram. Soc. 79, 1801 (1996).

Chen, P. L.

P. L. Chen and I. W. Chen, J. Am. Ceram. Soc. 79, 1801 (1996).

Chen, Z. Q.

C. Y. Tu, J. F. Li, Z. J. Zhu, Z. Q. Chen, Y. Wang, and B. C. Wu, Opt. Commun. 227, 383 (2003).

Cohen-Adad, M. T.

F. S. Ermeneux, C. Goutaudier, R. Moncorge, M. T. Cohen-Adad, M. Bettinelli, and E. Cavalli, Opt. Mater. 8, 83 (1997).

Dong, J.

Ermeneux, F. S.

F. S. Ermeneux, C. Goutaudier, R. Moncorge, M. T. Cohen-Adad, M. Bettinelli, and E. Cavalli, Opt. Mater. 8, 83 (1997).

Fields, P. R.

W. T. Carnall, P. R. Fields, and B. G. Wybourne, J. Chem. Phys. 42, 3797 (1965).

Fukuda, T.

J. H. Mun, A. Jouini, A. Novoselov, Y. Guyot, A. Yoshikawa, H. Ohta, H. Shibata, Y. Waseda, G. Boulon, and T. Fukuda, Opt. Mater. 29, 1390 (2007).

Fullman, R. L.

R. L. Fullman, Trans. Am. Instit. Min. Metal. Eng. 197, 1267 (1953).

Gillet, P.

E. Husson, C. Proust, P. Gillet, and J. P. Itie, Mater. Res. Bull. 34, 2085 (1999).

Goutaudier, C.

F. S. Ermeneux, C. Goutaudier, R. Moncorge, M. T. Cohen-Adad, M. Bettinelli, and E. Cavalli, Opt. Mater. 8, 83 (1997).

Guyot, Y.

J. H. Mun, A. Jouini, A. Novoselov, Y. Guyot, A. Yoshikawa, H. Ohta, H. Shibata, Y. Waseda, G. Boulon, and T. Fukuda, Opt. Mater. 29, 1390 (2007).

Y. Guyot, R. Moncorgd, L.D. Merkle, A. Pinto, B. McIntosh, and H. Verdun, Opt. Mater. 5, 127 (1996).

Hou, X. R.

X. R. Hou, S. M. Zhou, Y. K. Li, and W. J. Li, Opt. Mater. 32, 1435 (2010).

Hu, L.

R. Xu, Y. Tian, L. Hu, and J. Zhang, Appl. Phys. B 104, 839 (2011).

Huang, T.

Husson, E.

E. Husson, C. Proust, P. Gillet, and J. P. Itie, Mater. Res. Bull. 34, 2085 (1999).

Ikesue, A.

A. Ikesue and Y. L. Aung, Nat. Photonics 2, 721 (2008).

Itie, J. P.

E. Husson, C. Proust, P. Gillet, and J. P. Itie, Mater. Res. Bull. 34, 2085 (1999).

Jiang, B.

Jouini, A.

J. H. Mun, A. Jouini, A. Novoselov, Y. Guyot, A. Yoshikawa, H. Ohta, H. Shibata, Y. Waseda, G. Boulon, and T. Fukuda, Opt. Mater. 29, 1390 (2007).

Kaminskii, A. A.

J. R. Lu, J. H. Lu, T. Murai, K. Takaichi, T. Uematsu, K. Ueda, H. Yagi, T. Yanagitani, and A. A. Kaminskii, Jpn. J. Appl. Phys. 40, 1277 (2001).

Li, J. F.

C. Y. Tu, J. F. Li, Z. J. Zhu, Z. Q. Chen, Y. Wang, and B. C. Wu, Opt. Commun. 227, 383 (2003).

Li, W. J.

X. R. Hou, S. M. Zhou, Y. K. Li, and W. J. Li, Opt. Mater. 32, 1435 (2010).

Li, Y. K.

X. R. Hou, S. M. Zhou, Y. K. Li, and W. J. Li, Opt. Mater. 32, 1435 (2010).

Liu, W.

Liu, W. B.

Lou, Q.

Lu, J. H.

J. R. Lu, J. H. Lu, T. Murai, K. Takaichi, T. Uematsu, K. Ueda, H. Yagi, T. Yanagitani, and A. A. Kaminskii, Jpn. J. Appl. Phys. 40, 1277 (2001).

Lu, J. R.

J. R. Lu, J. H. Lu, T. Murai, K. Takaichi, T. Uematsu, K. Ueda, H. Yagi, T. Yanagitani, and A. A. Kaminskii, Jpn. J. Appl. Phys. 40, 1277 (2001).

Ma, H.

McIntosh, B.

Y. Guyot, R. Moncorgd, L.D. Merkle, A. Pinto, B. McIntosh, and H. Verdun, Opt. Mater. 5, 127 (1996).

Merkle, L.D.

Y. Guyot, R. Moncorgd, L.D. Merkle, A. Pinto, B. McIntosh, and H. Verdun, Opt. Mater. 5, 127 (1996).

Moncorgd, R.

Y. Guyot, R. Moncorgd, L.D. Merkle, A. Pinto, B. McIntosh, and H. Verdun, Opt. Mater. 5, 127 (1996).

Moncorge, R.

F. S. Ermeneux, C. Goutaudier, R. Moncorge, M. T. Cohen-Adad, M. Bettinelli, and E. Cavalli, Opt. Mater. 8, 83 (1997).

Mun, J. H.

J. H. Mun, A. Jouini, A. Novoselov, Y. Guyot, A. Yoshikawa, H. Ohta, H. Shibata, Y. Waseda, G. Boulon, and T. Fukuda, Opt. Mater. 29, 1390 (2007).

Murai, T.

J. R. Lu, J. H. Lu, T. Murai, K. Takaichi, T. Uematsu, K. Ueda, H. Yagi, T. Yanagitani, and A. A. Kaminskii, Jpn. J. Appl. Phys. 40, 1277 (2001).

Novoselov, A.

J. H. Mun, A. Jouini, A. Novoselov, Y. Guyot, A. Yoshikawa, H. Ohta, H. Shibata, Y. Waseda, G. Boulon, and T. Fukuda, Opt. Mater. 29, 1390 (2007).

Ohta, H.

J. H. Mun, A. Jouini, A. Novoselov, Y. Guyot, A. Yoshikawa, H. Ohta, H. Shibata, Y. Waseda, G. Boulon, and T. Fukuda, Opt. Mater. 29, 1390 (2007).

Pan, Y.

Pan, Y. B.

Peng, X. J.

Pinto, A.

Y. Guyot, R. Moncorgd, L.D. Merkle, A. Pinto, B. McIntosh, and H. Verdun, Opt. Mater. 5, 127 (1996).

Proust, C.

E. Husson, C. Proust, P. Gillet, and J. P. Itie, Mater. Res. Bull. 34, 2085 (1999).

Qi, Y.

Qiu, J. B.

D. C. Zhou, R. F. Wang, Z. W. Yang, Z. G. Song, Z. Y. Yin, and J. B. Qiu, J. Non-Crystal. Solids 357, 2409 (2011).

Shibata, H.

J. H. Mun, A. Jouini, A. Novoselov, Y. Guyot, A. Yoshikawa, H. Ohta, H. Shibata, Y. Waseda, G. Boulon, and T. Fukuda, Opt. Mater. 29, 1390 (2007).

Song, S.

Song, Z. G.

D. C. Zhou, R. F. Wang, Z. W. Yang, Z. G. Song, Z. Y. Yin, and J. B. Qiu, J. Non-Crystal. Solids 357, 2409 (2011).

Takaichi, K.

J. R. Lu, J. H. Lu, T. Murai, K. Takaichi, T. Uematsu, K. Ueda, H. Yagi, T. Yanagitani, and A. A. Kaminskii, Jpn. J. Appl. Phys. 40, 1277 (2001).

Tian, Y.

R. Xu, Y. Tian, L. Hu, and J. Zhang, Appl. Phys. B 104, 839 (2011).

Tu, C. Y.

C. Y. Tu, J. F. Li, Z. J. Zhu, Z. Q. Chen, Y. Wang, and B. C. Wu, Opt. Commun. 227, 383 (2003).

Ueda, K.

J. R. Lu, J. H. Lu, T. Murai, K. Takaichi, T. Uematsu, K. Ueda, H. Yagi, T. Yanagitani, and A. A. Kaminskii, Jpn. J. Appl. Phys. 40, 1277 (2001).

Uematsu, T.

J. R. Lu, J. H. Lu, T. Murai, K. Takaichi, T. Uematsu, K. Ueda, H. Yagi, T. Yanagitani, and A. A. Kaminskii, Jpn. J. Appl. Phys. 40, 1277 (2001).

Verdun, H.

Y. Guyot, R. Moncorgd, L.D. Merkle, A. Pinto, B. McIntosh, and H. Verdun, Opt. Mater. 5, 127 (1996).

Walsh, B. M.

B. M. Walsh, N. P. Barnes, and B. D. Bartolo, J. Appl. Phys. 83, 2772 (1998).

Wang, B. S.

Wang, R. F.

D. C. Zhou, R. F. Wang, Z. W. Yang, Z. G. Song, Z. Y. Yin, and J. B. Qiu, J. Non-Crystal. Solids 357, 2409 (2011).

Wang, Y.

C. Y. Tu, J. F. Li, Z. J. Zhu, Z. Q. Chen, Y. Wang, and B. C. Wu, Opt. Commun. 227, 383 (2003).

Wang, Y. B.

Waseda, Y.

J. H. Mun, A. Jouini, A. Novoselov, Y. Guyot, A. Yoshikawa, H. Ohta, H. Shibata, Y. Waseda, G. Boulon, and T. Fukuda, Opt. Mater. 29, 1390 (2007).

Wei, Y.

Wu, B. C.

C. Y. Tu, J. F. Li, Z. J. Zhu, Z. Q. Chen, Y. Wang, and B. C. Wu, Opt. Commun. 227, 383 (2003).

Wu, Y.

Wybourne, B. G.

W. T. Carnall, P. R. Fields, and B. G. Wybourne, J. Chem. Phys. 42, 3797 (1965).

Xu, J. L.

Xu, R.

R. Xu, Y. Tian, L. Hu, and J. Zhang, Appl. Phys. B 104, 839 (2011).

Xu, Z. Y.

Yagi, H.

J. R. Lu, J. H. Lu, T. Murai, K. Takaichi, T. Uematsu, K. Ueda, H. Yagi, T. Yanagitani, and A. A. Kaminskii, Jpn. J. Appl. Phys. 40, 1277 (2001).

Yanagitani, T.

J. R. Lu, J. H. Lu, T. Murai, K. Takaichi, T. Uematsu, K. Ueda, H. Yagi, T. Yanagitani, and A. A. Kaminskii, Jpn. J. Appl. Phys. 40, 1277 (2001).

Yang, Z. W.

D. C. Zhou, R. F. Wang, Z. W. Yang, Z. G. Song, Z. Y. Yin, and J. B. Qiu, J. Non-Crystal. Solids 357, 2409 (2011).

Yin, Z. Y.

D. C. Zhou, R. F. Wang, Z. W. Yang, Z. G. Song, Z. Y. Yin, and J. B. Qiu, J. Non-Crystal. Solids 357, 2409 (2011).

Yoshikawa, A.

J. H. Mun, A. Jouini, A. Novoselov, Y. Guyot, A. Yoshikawa, H. Ohta, H. Shibata, Y. Waseda, G. Boulon, and T. Fukuda, Opt. Mater. 29, 1390 (2007).

Zhang, J.

R. Xu, Y. Tian, L. Hu, and J. Zhang, Appl. Phys. B 104, 839 (2011).

Zhao, H.

Zhou, D. C.

D. C. Zhou, R. F. Wang, Z. W. Yang, Z. G. Song, Z. Y. Yin, and J. B. Qiu, J. Non-Crystal. Solids 357, 2409 (2011).

Zhou, J.

Zhou, S. M.

X. R. Hou, S. M. Zhou, Y. K. Li, and W. J. Li, Opt. Mater. 32, 1435 (2010).

Zhu, Z. J.

C. Y. Tu, J. F. Li, Z. J. Zhu, Z. Q. Chen, Y. Wang, and B. C. Wu, Opt. Commun. 227, 383 (2003).

Appl. Phys. B (1)

R. Xu, Y. Tian, L. Hu, and J. Zhang, Appl. Phys. B 104, 839 (2011).

Chin. Opt. Lett. (4)

J. Am. Ceram. Soc. (1)

P. L. Chen and I. W. Chen, J. Am. Ceram. Soc. 79, 1801 (1996).

J. Appl. Phys. (1)

B. M. Walsh, N. P. Barnes, and B. D. Bartolo, J. Appl. Phys. 83, 2772 (1998).

J. Chem. Phys. (1)

W. T. Carnall, P. R. Fields, and B. G. Wybourne, J. Chem. Phys. 42, 3797 (1965).

J. Non-Crystal. Solids (1)

D. C. Zhou, R. F. Wang, Z. W. Yang, Z. G. Song, Z. Y. Yin, and J. B. Qiu, J. Non-Crystal. Solids 357, 2409 (2011).

Jpn. J. Appl. Phys. (1)

J. R. Lu, J. H. Lu, T. Murai, K. Takaichi, T. Uematsu, K. Ueda, H. Yagi, T. Yanagitani, and A. A. Kaminskii, Jpn. J. Appl. Phys. 40, 1277 (2001).

Mater. Res. Bull. (1)

E. Husson, C. Proust, P. Gillet, and J. P. Itie, Mater. Res. Bull. 34, 2085 (1999).

Nat. Photonics (1)

A. Ikesue and Y. L. Aung, Nat. Photonics 2, 721 (2008).

Opt. Commun. (1)

C. Y. Tu, J. F. Li, Z. J. Zhu, Z. Q. Chen, Y. Wang, and B. C. Wu, Opt. Commun. 227, 383 (2003).

Opt. Mater. (4)

X. R. Hou, S. M. Zhou, Y. K. Li, and W. J. Li, Opt. Mater. 32, 1435 (2010).

J. H. Mun, A. Jouini, A. Novoselov, Y. Guyot, A. Yoshikawa, H. Ohta, H. Shibata, Y. Waseda, G. Boulon, and T. Fukuda, Opt. Mater. 29, 1390 (2007).

Y. Guyot, R. Moncorgd, L.D. Merkle, A. Pinto, B. McIntosh, and H. Verdun, Opt. Mater. 5, 127 (1996).

F. S. Ermeneux, C. Goutaudier, R. Moncorge, M. T. Cohen-Adad, M. Bettinelli, and E. Cavalli, Opt. Mater. 8, 83 (1997).

Trans. Am. Instit. Min. Metal. Eng. (1)

R. L. Fullman, Trans. Am. Instit. Min. Metal. Eng. 197, 1267 (1953).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.