Abstract

Hexagonal Eu3+:ZnO nanocrystals were synthesized by a modified solgel method. By means of the site-selective spectroscopy at 10K, two kinds of luminescence sites of Eu3+ are identified. One site exhibits a long lifetime of D05 and sharp emission and excitation peaks, which are ascribed to the inner lattice site with an ordered crystalline environment. The other site associated with the distorted lattice sites near the surface shows a relatively short lifetime of D05 and significantly broadened fluorescence lines. The energy transfer from the nanocrystal host to Eu3+ confirms that Eu3+ ions can, to some extent, be incorporated into the ZnO nanocrystal.

© 2007 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. A. Conde-Gallardo, M. Garcia-Rocha, I. Hernandez-Calderon, and R. Palomino-Merino, Appl. Phys. Lett. 78, 3436 (2001).
    [Crossref]
  2. A. C. Yanes, J. Del Castillo, M. Torres, J. Peraza, V. D. Rodriguez, and J. Mendez-Ramos, Appl. Phys. Lett. 85, 2343 (2004).
    [Crossref]
  3. Z. Zhou, T. Komori, T. Ayukawa, H. Yukawa, M. Morinaga, A. Koizumi, and Y. Takeda, Appl. Phys. Lett. 87, 091109 (2005).
    [Crossref]
  4. R. T. Senger and K. K. Bajaj, Phys. Rev. B 68, 045313 (2003).
    [Crossref]
  5. A. A. Bol, R. van Beek, and A. Meijerink, Chem. Mater. 14, 1121 (2002).
    [Crossref]
  6. A. Ishizumi and Y. Kanemitsu, Appl. Phys. Lett. 86, 253106 (2005).
    [Crossref]
  7. S. M. Liu, F. Q. Liu, and Z. G. Wang, Chem. Phys. Lett. 343, 489 (2001).
    [Crossref]
  8. X. Wang, X. G. Kong, G. Y. Shan, Y. Yu, Y. J. Sun, L. Y. Feng, K. F. Chao, S. Z. Lu, and Y. J. Li, J. Phys. Chem. B 108, 18408 (2004).
    [Crossref]
  9. A. S. Pereira, M. Peres, M. J. Soares, E. Alves, A. Neves, T. Monteiro, and T. Trindade, Nanotechnology 17, 834 (2006).
    [Crossref]
  10. S. A. M. Lima, F. A. Sigoli, M. R. Davolos, and M. Jafelicci, J. Alloys Compd. 344, 280 (2002).
    [Crossref]
  11. E. A. Meulenkamp, J. Phys. Chem. B 102, 5566 (1998).
    [Crossref]
  12. O. Lehmann, K. Kompe, and M. Haase, J. Am. Chem. Soc. 126, 14935 (2004).
    [Crossref] [PubMed]
  13. J. Antony, X. B. Chen, J. Morrison, L. Bergman, Y. Qiang, D. E. McCready, and M. H. Engelhard, Appl. Phys. Lett. 87, 241917 (2005).
    [Crossref]
  14. Y. S. Wang, P. J. Thomas, and P. O'Brien, J. Phys. Chem. B 110, 4099 (2006).
    [Crossref] [PubMed]
  15. A. B. Djurisic, Y. H. Leung, K. H. Tam, L. Ding, W. K. Ge, H. Y. Chen, and S. Gwo, Appl. Phys. Lett. 88, 103107 (2006).
    [Crossref]

2006 (3)

A. S. Pereira, M. Peres, M. J. Soares, E. Alves, A. Neves, T. Monteiro, and T. Trindade, Nanotechnology 17, 834 (2006).
[Crossref]

Y. S. Wang, P. J. Thomas, and P. O'Brien, J. Phys. Chem. B 110, 4099 (2006).
[Crossref] [PubMed]

A. B. Djurisic, Y. H. Leung, K. H. Tam, L. Ding, W. K. Ge, H. Y. Chen, and S. Gwo, Appl. Phys. Lett. 88, 103107 (2006).
[Crossref]

2005 (3)

J. Antony, X. B. Chen, J. Morrison, L. Bergman, Y. Qiang, D. E. McCready, and M. H. Engelhard, Appl. Phys. Lett. 87, 241917 (2005).
[Crossref]

A. Ishizumi and Y. Kanemitsu, Appl. Phys. Lett. 86, 253106 (2005).
[Crossref]

Z. Zhou, T. Komori, T. Ayukawa, H. Yukawa, M. Morinaga, A. Koizumi, and Y. Takeda, Appl. Phys. Lett. 87, 091109 (2005).
[Crossref]

2004 (3)

A. C. Yanes, J. Del Castillo, M. Torres, J. Peraza, V. D. Rodriguez, and J. Mendez-Ramos, Appl. Phys. Lett. 85, 2343 (2004).
[Crossref]

X. Wang, X. G. Kong, G. Y. Shan, Y. Yu, Y. J. Sun, L. Y. Feng, K. F. Chao, S. Z. Lu, and Y. J. Li, J. Phys. Chem. B 108, 18408 (2004).
[Crossref]

O. Lehmann, K. Kompe, and M. Haase, J. Am. Chem. Soc. 126, 14935 (2004).
[Crossref] [PubMed]

2003 (1)

R. T. Senger and K. K. Bajaj, Phys. Rev. B 68, 045313 (2003).
[Crossref]

2002 (2)

A. A. Bol, R. van Beek, and A. Meijerink, Chem. Mater. 14, 1121 (2002).
[Crossref]

S. A. M. Lima, F. A. Sigoli, M. R. Davolos, and M. Jafelicci, J. Alloys Compd. 344, 280 (2002).
[Crossref]

2001 (2)

S. M. Liu, F. Q. Liu, and Z. G. Wang, Chem. Phys. Lett. 343, 489 (2001).
[Crossref]

A. Conde-Gallardo, M. Garcia-Rocha, I. Hernandez-Calderon, and R. Palomino-Merino, Appl. Phys. Lett. 78, 3436 (2001).
[Crossref]

1998 (1)

E. A. Meulenkamp, J. Phys. Chem. B 102, 5566 (1998).
[Crossref]

Alves, E.

A. S. Pereira, M. Peres, M. J. Soares, E. Alves, A. Neves, T. Monteiro, and T. Trindade, Nanotechnology 17, 834 (2006).
[Crossref]

Antony, J.

J. Antony, X. B. Chen, J. Morrison, L. Bergman, Y. Qiang, D. E. McCready, and M. H. Engelhard, Appl. Phys. Lett. 87, 241917 (2005).
[Crossref]

Ayukawa, T.

Z. Zhou, T. Komori, T. Ayukawa, H. Yukawa, M. Morinaga, A. Koizumi, and Y. Takeda, Appl. Phys. Lett. 87, 091109 (2005).
[Crossref]

Bajaj, K. K.

R. T. Senger and K. K. Bajaj, Phys. Rev. B 68, 045313 (2003).
[Crossref]

Bergman, L.

J. Antony, X. B. Chen, J. Morrison, L. Bergman, Y. Qiang, D. E. McCready, and M. H. Engelhard, Appl. Phys. Lett. 87, 241917 (2005).
[Crossref]

Bol, A. A.

A. A. Bol, R. van Beek, and A. Meijerink, Chem. Mater. 14, 1121 (2002).
[Crossref]

Chao, K. F.

X. Wang, X. G. Kong, G. Y. Shan, Y. Yu, Y. J. Sun, L. Y. Feng, K. F. Chao, S. Z. Lu, and Y. J. Li, J. Phys. Chem. B 108, 18408 (2004).
[Crossref]

Chen, H. Y.

A. B. Djurisic, Y. H. Leung, K. H. Tam, L. Ding, W. K. Ge, H. Y. Chen, and S. Gwo, Appl. Phys. Lett. 88, 103107 (2006).
[Crossref]

Chen, X. B.

J. Antony, X. B. Chen, J. Morrison, L. Bergman, Y. Qiang, D. E. McCready, and M. H. Engelhard, Appl. Phys. Lett. 87, 241917 (2005).
[Crossref]

Conde-Gallardo, A.

A. Conde-Gallardo, M. Garcia-Rocha, I. Hernandez-Calderon, and R. Palomino-Merino, Appl. Phys. Lett. 78, 3436 (2001).
[Crossref]

Davolos, M. R.

S. A. M. Lima, F. A. Sigoli, M. R. Davolos, and M. Jafelicci, J. Alloys Compd. 344, 280 (2002).
[Crossref]

Del Castillo, J.

A. C. Yanes, J. Del Castillo, M. Torres, J. Peraza, V. D. Rodriguez, and J. Mendez-Ramos, Appl. Phys. Lett. 85, 2343 (2004).
[Crossref]

Ding, L.

A. B. Djurisic, Y. H. Leung, K. H. Tam, L. Ding, W. K. Ge, H. Y. Chen, and S. Gwo, Appl. Phys. Lett. 88, 103107 (2006).
[Crossref]

Djurisic, A. B.

A. B. Djurisic, Y. H. Leung, K. H. Tam, L. Ding, W. K. Ge, H. Y. Chen, and S. Gwo, Appl. Phys. Lett. 88, 103107 (2006).
[Crossref]

Engelhard, M. H.

J. Antony, X. B. Chen, J. Morrison, L. Bergman, Y. Qiang, D. E. McCready, and M. H. Engelhard, Appl. Phys. Lett. 87, 241917 (2005).
[Crossref]

Feng, L. Y.

X. Wang, X. G. Kong, G. Y. Shan, Y. Yu, Y. J. Sun, L. Y. Feng, K. F. Chao, S. Z. Lu, and Y. J. Li, J. Phys. Chem. B 108, 18408 (2004).
[Crossref]

Garcia-Rocha, M.

A. Conde-Gallardo, M. Garcia-Rocha, I. Hernandez-Calderon, and R. Palomino-Merino, Appl. Phys. Lett. 78, 3436 (2001).
[Crossref]

Ge, W. K.

A. B. Djurisic, Y. H. Leung, K. H. Tam, L. Ding, W. K. Ge, H. Y. Chen, and S. Gwo, Appl. Phys. Lett. 88, 103107 (2006).
[Crossref]

Gwo, S.

A. B. Djurisic, Y. H. Leung, K. H. Tam, L. Ding, W. K. Ge, H. Y. Chen, and S. Gwo, Appl. Phys. Lett. 88, 103107 (2006).
[Crossref]

Haase, M.

O. Lehmann, K. Kompe, and M. Haase, J. Am. Chem. Soc. 126, 14935 (2004).
[Crossref] [PubMed]

Hernandez-Calderon, I.

A. Conde-Gallardo, M. Garcia-Rocha, I. Hernandez-Calderon, and R. Palomino-Merino, Appl. Phys. Lett. 78, 3436 (2001).
[Crossref]

Ishizumi, A.

A. Ishizumi and Y. Kanemitsu, Appl. Phys. Lett. 86, 253106 (2005).
[Crossref]

Jafelicci, M.

S. A. M. Lima, F. A. Sigoli, M. R. Davolos, and M. Jafelicci, J. Alloys Compd. 344, 280 (2002).
[Crossref]

Kanemitsu, Y.

A. Ishizumi and Y. Kanemitsu, Appl. Phys. Lett. 86, 253106 (2005).
[Crossref]

Koizumi, A.

Z. Zhou, T. Komori, T. Ayukawa, H. Yukawa, M. Morinaga, A. Koizumi, and Y. Takeda, Appl. Phys. Lett. 87, 091109 (2005).
[Crossref]

Komori, T.

Z. Zhou, T. Komori, T. Ayukawa, H. Yukawa, M. Morinaga, A. Koizumi, and Y. Takeda, Appl. Phys. Lett. 87, 091109 (2005).
[Crossref]

Kompe, K.

O. Lehmann, K. Kompe, and M. Haase, J. Am. Chem. Soc. 126, 14935 (2004).
[Crossref] [PubMed]

Kong, X. G.

X. Wang, X. G. Kong, G. Y. Shan, Y. Yu, Y. J. Sun, L. Y. Feng, K. F. Chao, S. Z. Lu, and Y. J. Li, J. Phys. Chem. B 108, 18408 (2004).
[Crossref]

Lehmann, O.

O. Lehmann, K. Kompe, and M. Haase, J. Am. Chem. Soc. 126, 14935 (2004).
[Crossref] [PubMed]

Leung, Y. H.

A. B. Djurisic, Y. H. Leung, K. H. Tam, L. Ding, W. K. Ge, H. Y. Chen, and S. Gwo, Appl. Phys. Lett. 88, 103107 (2006).
[Crossref]

Li, Y. J.

X. Wang, X. G. Kong, G. Y. Shan, Y. Yu, Y. J. Sun, L. Y. Feng, K. F. Chao, S. Z. Lu, and Y. J. Li, J. Phys. Chem. B 108, 18408 (2004).
[Crossref]

Lima, S. A. M.

S. A. M. Lima, F. A. Sigoli, M. R. Davolos, and M. Jafelicci, J. Alloys Compd. 344, 280 (2002).
[Crossref]

Liu, F. Q.

S. M. Liu, F. Q. Liu, and Z. G. Wang, Chem. Phys. Lett. 343, 489 (2001).
[Crossref]

Liu, S. M.

S. M. Liu, F. Q. Liu, and Z. G. Wang, Chem. Phys. Lett. 343, 489 (2001).
[Crossref]

Lu, S. Z.

X. Wang, X. G. Kong, G. Y. Shan, Y. Yu, Y. J. Sun, L. Y. Feng, K. F. Chao, S. Z. Lu, and Y. J. Li, J. Phys. Chem. B 108, 18408 (2004).
[Crossref]

McCready, D. E.

J. Antony, X. B. Chen, J. Morrison, L. Bergman, Y. Qiang, D. E. McCready, and M. H. Engelhard, Appl. Phys. Lett. 87, 241917 (2005).
[Crossref]

Meijerink, A.

A. A. Bol, R. van Beek, and A. Meijerink, Chem. Mater. 14, 1121 (2002).
[Crossref]

Mendez-Ramos, J.

A. C. Yanes, J. Del Castillo, M. Torres, J. Peraza, V. D. Rodriguez, and J. Mendez-Ramos, Appl. Phys. Lett. 85, 2343 (2004).
[Crossref]

Meulenkamp, E. A.

E. A. Meulenkamp, J. Phys. Chem. B 102, 5566 (1998).
[Crossref]

Monteiro, T.

A. S. Pereira, M. Peres, M. J. Soares, E. Alves, A. Neves, T. Monteiro, and T. Trindade, Nanotechnology 17, 834 (2006).
[Crossref]

Morinaga, M.

Z. Zhou, T. Komori, T. Ayukawa, H. Yukawa, M. Morinaga, A. Koizumi, and Y. Takeda, Appl. Phys. Lett. 87, 091109 (2005).
[Crossref]

Morrison, J.

J. Antony, X. B. Chen, J. Morrison, L. Bergman, Y. Qiang, D. E. McCready, and M. H. Engelhard, Appl. Phys. Lett. 87, 241917 (2005).
[Crossref]

Neves, A.

A. S. Pereira, M. Peres, M. J. Soares, E. Alves, A. Neves, T. Monteiro, and T. Trindade, Nanotechnology 17, 834 (2006).
[Crossref]

O'Brien, P.

Y. S. Wang, P. J. Thomas, and P. O'Brien, J. Phys. Chem. B 110, 4099 (2006).
[Crossref] [PubMed]

Palomino-Merino, R.

A. Conde-Gallardo, M. Garcia-Rocha, I. Hernandez-Calderon, and R. Palomino-Merino, Appl. Phys. Lett. 78, 3436 (2001).
[Crossref]

Peraza, J.

A. C. Yanes, J. Del Castillo, M. Torres, J. Peraza, V. D. Rodriguez, and J. Mendez-Ramos, Appl. Phys. Lett. 85, 2343 (2004).
[Crossref]

Pereira, A. S.

A. S. Pereira, M. Peres, M. J. Soares, E. Alves, A. Neves, T. Monteiro, and T. Trindade, Nanotechnology 17, 834 (2006).
[Crossref]

Peres, M.

A. S. Pereira, M. Peres, M. J. Soares, E. Alves, A. Neves, T. Monteiro, and T. Trindade, Nanotechnology 17, 834 (2006).
[Crossref]

Qiang, Y.

J. Antony, X. B. Chen, J. Morrison, L. Bergman, Y. Qiang, D. E. McCready, and M. H. Engelhard, Appl. Phys. Lett. 87, 241917 (2005).
[Crossref]

Rodriguez, V. D.

A. C. Yanes, J. Del Castillo, M. Torres, J. Peraza, V. D. Rodriguez, and J. Mendez-Ramos, Appl. Phys. Lett. 85, 2343 (2004).
[Crossref]

Senger, R. T.

R. T. Senger and K. K. Bajaj, Phys. Rev. B 68, 045313 (2003).
[Crossref]

Shan, G. Y.

X. Wang, X. G. Kong, G. Y. Shan, Y. Yu, Y. J. Sun, L. Y. Feng, K. F. Chao, S. Z. Lu, and Y. J. Li, J. Phys. Chem. B 108, 18408 (2004).
[Crossref]

Sigoli, F. A.

S. A. M. Lima, F. A. Sigoli, M. R. Davolos, and M. Jafelicci, J. Alloys Compd. 344, 280 (2002).
[Crossref]

Soares, M. J.

A. S. Pereira, M. Peres, M. J. Soares, E. Alves, A. Neves, T. Monteiro, and T. Trindade, Nanotechnology 17, 834 (2006).
[Crossref]

Sun, Y. J.

X. Wang, X. G. Kong, G. Y. Shan, Y. Yu, Y. J. Sun, L. Y. Feng, K. F. Chao, S. Z. Lu, and Y. J. Li, J. Phys. Chem. B 108, 18408 (2004).
[Crossref]

Takeda, Y.

Z. Zhou, T. Komori, T. Ayukawa, H. Yukawa, M. Morinaga, A. Koizumi, and Y. Takeda, Appl. Phys. Lett. 87, 091109 (2005).
[Crossref]

Tam, K. H.

A. B. Djurisic, Y. H. Leung, K. H. Tam, L. Ding, W. K. Ge, H. Y. Chen, and S. Gwo, Appl. Phys. Lett. 88, 103107 (2006).
[Crossref]

Thomas, P. J.

Y. S. Wang, P. J. Thomas, and P. O'Brien, J. Phys. Chem. B 110, 4099 (2006).
[Crossref] [PubMed]

Torres, M.

A. C. Yanes, J. Del Castillo, M. Torres, J. Peraza, V. D. Rodriguez, and J. Mendez-Ramos, Appl. Phys. Lett. 85, 2343 (2004).
[Crossref]

Trindade, T.

A. S. Pereira, M. Peres, M. J. Soares, E. Alves, A. Neves, T. Monteiro, and T. Trindade, Nanotechnology 17, 834 (2006).
[Crossref]

van Beek, R.

A. A. Bol, R. van Beek, and A. Meijerink, Chem. Mater. 14, 1121 (2002).
[Crossref]

Wang, X.

X. Wang, X. G. Kong, G. Y. Shan, Y. Yu, Y. J. Sun, L. Y. Feng, K. F. Chao, S. Z. Lu, and Y. J. Li, J. Phys. Chem. B 108, 18408 (2004).
[Crossref]

Wang, Y. S.

Y. S. Wang, P. J. Thomas, and P. O'Brien, J. Phys. Chem. B 110, 4099 (2006).
[Crossref] [PubMed]

Wang, Z. G.

S. M. Liu, F. Q. Liu, and Z. G. Wang, Chem. Phys. Lett. 343, 489 (2001).
[Crossref]

Yanes, A. C.

A. C. Yanes, J. Del Castillo, M. Torres, J. Peraza, V. D. Rodriguez, and J. Mendez-Ramos, Appl. Phys. Lett. 85, 2343 (2004).
[Crossref]

Yu, Y.

X. Wang, X. G. Kong, G. Y. Shan, Y. Yu, Y. J. Sun, L. Y. Feng, K. F. Chao, S. Z. Lu, and Y. J. Li, J. Phys. Chem. B 108, 18408 (2004).
[Crossref]

Yukawa, H.

Z. Zhou, T. Komori, T. Ayukawa, H. Yukawa, M. Morinaga, A. Koizumi, and Y. Takeda, Appl. Phys. Lett. 87, 091109 (2005).
[Crossref]

Zhou, Z.

Z. Zhou, T. Komori, T. Ayukawa, H. Yukawa, M. Morinaga, A. Koizumi, and Y. Takeda, Appl. Phys. Lett. 87, 091109 (2005).
[Crossref]

Appl. Phys. Lett. (6)

A. Conde-Gallardo, M. Garcia-Rocha, I. Hernandez-Calderon, and R. Palomino-Merino, Appl. Phys. Lett. 78, 3436 (2001).
[Crossref]

A. C. Yanes, J. Del Castillo, M. Torres, J. Peraza, V. D. Rodriguez, and J. Mendez-Ramos, Appl. Phys. Lett. 85, 2343 (2004).
[Crossref]

Z. Zhou, T. Komori, T. Ayukawa, H. Yukawa, M. Morinaga, A. Koizumi, and Y. Takeda, Appl. Phys. Lett. 87, 091109 (2005).
[Crossref]

A. Ishizumi and Y. Kanemitsu, Appl. Phys. Lett. 86, 253106 (2005).
[Crossref]

J. Antony, X. B. Chen, J. Morrison, L. Bergman, Y. Qiang, D. E. McCready, and M. H. Engelhard, Appl. Phys. Lett. 87, 241917 (2005).
[Crossref]

A. B. Djurisic, Y. H. Leung, K. H. Tam, L. Ding, W. K. Ge, H. Y. Chen, and S. Gwo, Appl. Phys. Lett. 88, 103107 (2006).
[Crossref]

Chem. Mater. (1)

A. A. Bol, R. van Beek, and A. Meijerink, Chem. Mater. 14, 1121 (2002).
[Crossref]

Chem. Phys. Lett. (1)

S. M. Liu, F. Q. Liu, and Z. G. Wang, Chem. Phys. Lett. 343, 489 (2001).
[Crossref]

J. Alloys Compd. (1)

S. A. M. Lima, F. A. Sigoli, M. R. Davolos, and M. Jafelicci, J. Alloys Compd. 344, 280 (2002).
[Crossref]

J. Am. Chem. Soc. (1)

O. Lehmann, K. Kompe, and M. Haase, J. Am. Chem. Soc. 126, 14935 (2004).
[Crossref] [PubMed]

J. Phys. Chem. B (3)

E. A. Meulenkamp, J. Phys. Chem. B 102, 5566 (1998).
[Crossref]

Y. S. Wang, P. J. Thomas, and P. O'Brien, J. Phys. Chem. B 110, 4099 (2006).
[Crossref] [PubMed]

X. Wang, X. G. Kong, G. Y. Shan, Y. Yu, Y. J. Sun, L. Y. Feng, K. F. Chao, S. Z. Lu, and Y. J. Li, J. Phys. Chem. B 108, 18408 (2004).
[Crossref]

Nanotechnology (1)

A. S. Pereira, M. Peres, M. J. Soares, E. Alves, A. Neves, T. Monteiro, and T. Trindade, Nanotechnology 17, 834 (2006).
[Crossref]

Phys. Rev. B (1)

R. T. Senger and K. K. Bajaj, Phys. Rev. B 68, 045313 (2003).
[Crossref]

Cited By

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

Alert me when this article is cited.


Figures (4)

Fig. 1
Fig. 1

TEM images of Eu 3 + : ZnO nanocrystals for (a) the as-grown and (b) the annealed samples.

Fig. 2
Fig. 2

XRD patterns of Eu 3 + : ZnO nanocrystals for (a) the as-grown and (b) the annealed samples.

Fig. 3
Fig. 3

Excitation spectra of Eu 3 + : ZnO nanocrystals by monitoring the D 0 5 F 2 7 emission at 10 K , with (a) λ mon = 615.4 nm for the as-grown sample, and (b) λ mon = 616.6 nm for the annealed sample.

Fig. 4
Fig. 4

Site-selective emission spectra of the annealed Eu 3 + : ZnO nanocrystals at 10 K , with (a) λ cxc = 465.3 nm for site A, and (b) λ exc = 467.9 nm for site B. In (c), λ exc = 362 nm , which corresponds to the bandgap excitation.

Metrics