Abstract

We report the successful incorporation of Er3+ ions into SnO2 nanocrystals via a solvothermal method, with a resulting Er3+ concentration of the order of 1019 cm−3. Upon excitation above the SnO2 bandgap at 300 nm, intense and well-resolved Er3+-related photoluminescence (PL) at 1.55 μm was observed at room temperature. The results of PL excitation and ultraviolet/visible diffuse reflectance spectra indicate that the excitation is a carrier-mediated process with an energy transfer from the SnO2 host to Er3+. For the above-gap excitation, only a single type of Er3+ luminescence center located at a centrosymmetric site was identified. The near-infrared luminescence dynamics and the weak PL thermal quenching of Er3+ were also revealed.

© 2009 Optical Society of America

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. A. Polman, J. Appl. Phys. 82, 1 (1997).
    [CrossRef]
  2. Z. M. Jarzebski and J. P. Morton, J. Electrochem. Soc. 123, 333C (1976).
    [CrossRef]
  3. T. Matsuoka, T. Tohda, and T. Nitta, J. Electrochem. Soc. 130, 417 (1983).
    [CrossRef]
  4. E. A. Morais, S. J. L. Ribeiro, L. V. A. Scalvi, C. V. Santilli, L. O. Ruggiero, S. H. Pulcinelli, and Y. Messaddeq, J. Alloys Compd. 344, 217 (2002).
    [CrossRef]
  5. J. Wu and J. L. Coffer, J. Phys. Chem. C 111, 16088 (2007).
    [CrossRef]
  6. N. Chiodini, A. Paleari, G. Brambilla, and E. R. Taylor, Appl. Phys. Lett. 80, 4449 (2002).
    [CrossRef]
  7. S. Brovelli, A. Chiodini, A. Lauria, F. Meinardi, and A. Paleari, Phys. Rev. B 73, 073406 (2006).
    [CrossRef]
  8. T. Moon, S. T. Hwang, D. R. Jung, D. Son, C. Kim, J. Kim, M. Kang, and B. Park, J. Phys. Chem. C 111, 4164 (2007).
    [CrossRef]
  9. S. Coffa, G. Franzo, F. Priolo, A. Polman, and R. Serna, Phys. Rev. B 49, 16313 (1994).
    [CrossRef]
  10. G. Cao, L. K. Rabenberg, C. M. Nunn, and T. E. Mallouk, Chem. Mater. 3, 149 (1991).
    [CrossRef]
  11. W. Y. Shen, M. L. Pang, J. Lin, and J. Fang, J. Electrochem. Soc. 152, H25 (2005).
    [CrossRef]
  12. M. J. Weber, Phys. Rev. 171, 283 (1968).
    [CrossRef]
  13. CRC Handbook of Chemistry and Physics, D.R.Lide, ed., 85th ed. (CRC, 2004), online version (retrieved June 8, 2009).
  14. R. S. Meltzer, S. P. Feofilov, B. Tissue, and H. B. Yuan, Phys. Rev. B 60, R14012 (1999).
    [CrossRef]
  15. J. W. Stouwdam, G. A. Hebbink, J. Huskens, and F. van Veggel, Chem. Mater. 15, 4604 (2003).
    [CrossRef]
  16. H. P. Christensen, D. R. Gabbe, and H. P. Jenssen, Phys. Rev. B 25, 1467 (1982).
    [CrossRef]

2007 (2)

J. Wu and J. L. Coffer, J. Phys. Chem. C 111, 16088 (2007).
[CrossRef]

T. Moon, S. T. Hwang, D. R. Jung, D. Son, C. Kim, J. Kim, M. Kang, and B. Park, J. Phys. Chem. C 111, 4164 (2007).
[CrossRef]

2006 (1)

S. Brovelli, A. Chiodini, A. Lauria, F. Meinardi, and A. Paleari, Phys. Rev. B 73, 073406 (2006).
[CrossRef]

2005 (1)

W. Y. Shen, M. L. Pang, J. Lin, and J. Fang, J. Electrochem. Soc. 152, H25 (2005).
[CrossRef]

2004 (1)

CRC Handbook of Chemistry and Physics, D.R.Lide, ed., 85th ed. (CRC, 2004), online version (retrieved June 8, 2009).

2003 (1)

J. W. Stouwdam, G. A. Hebbink, J. Huskens, and F. van Veggel, Chem. Mater. 15, 4604 (2003).
[CrossRef]

2002 (2)

N. Chiodini, A. Paleari, G. Brambilla, and E. R. Taylor, Appl. Phys. Lett. 80, 4449 (2002).
[CrossRef]

E. A. Morais, S. J. L. Ribeiro, L. V. A. Scalvi, C. V. Santilli, L. O. Ruggiero, S. H. Pulcinelli, and Y. Messaddeq, J. Alloys Compd. 344, 217 (2002).
[CrossRef]

1999 (1)

R. S. Meltzer, S. P. Feofilov, B. Tissue, and H. B. Yuan, Phys. Rev. B 60, R14012 (1999).
[CrossRef]

1997 (1)

A. Polman, J. Appl. Phys. 82, 1 (1997).
[CrossRef]

1994 (1)

S. Coffa, G. Franzo, F. Priolo, A. Polman, and R. Serna, Phys. Rev. B 49, 16313 (1994).
[CrossRef]

1991 (1)

G. Cao, L. K. Rabenberg, C. M. Nunn, and T. E. Mallouk, Chem. Mater. 3, 149 (1991).
[CrossRef]

1983 (1)

T. Matsuoka, T. Tohda, and T. Nitta, J. Electrochem. Soc. 130, 417 (1983).
[CrossRef]

1982 (1)

H. P. Christensen, D. R. Gabbe, and H. P. Jenssen, Phys. Rev. B 25, 1467 (1982).
[CrossRef]

1976 (1)

Z. M. Jarzebski and J. P. Morton, J. Electrochem. Soc. 123, 333C (1976).
[CrossRef]

1968 (1)

M. J. Weber, Phys. Rev. 171, 283 (1968).
[CrossRef]

Brambilla, G.

N. Chiodini, A. Paleari, G. Brambilla, and E. R. Taylor, Appl. Phys. Lett. 80, 4449 (2002).
[CrossRef]

Brovelli, S.

S. Brovelli, A. Chiodini, A. Lauria, F. Meinardi, and A. Paleari, Phys. Rev. B 73, 073406 (2006).
[CrossRef]

Cao, G.

G. Cao, L. K. Rabenberg, C. M. Nunn, and T. E. Mallouk, Chem. Mater. 3, 149 (1991).
[CrossRef]

Chiodini, A.

S. Brovelli, A. Chiodini, A. Lauria, F. Meinardi, and A. Paleari, Phys. Rev. B 73, 073406 (2006).
[CrossRef]

Chiodini, N.

N. Chiodini, A. Paleari, G. Brambilla, and E. R. Taylor, Appl. Phys. Lett. 80, 4449 (2002).
[CrossRef]

Christensen, H. P.

H. P. Christensen, D. R. Gabbe, and H. P. Jenssen, Phys. Rev. B 25, 1467 (1982).
[CrossRef]

Coffa, S.

S. Coffa, G. Franzo, F. Priolo, A. Polman, and R. Serna, Phys. Rev. B 49, 16313 (1994).
[CrossRef]

Coffer, J. L.

J. Wu and J. L. Coffer, J. Phys. Chem. C 111, 16088 (2007).
[CrossRef]

Fang, J.

W. Y. Shen, M. L. Pang, J. Lin, and J. Fang, J. Electrochem. Soc. 152, H25 (2005).
[CrossRef]

Feofilov, S. P.

R. S. Meltzer, S. P. Feofilov, B. Tissue, and H. B. Yuan, Phys. Rev. B 60, R14012 (1999).
[CrossRef]

Franzo, G.

S. Coffa, G. Franzo, F. Priolo, A. Polman, and R. Serna, Phys. Rev. B 49, 16313 (1994).
[CrossRef]

Gabbe, D. R.

H. P. Christensen, D. R. Gabbe, and H. P. Jenssen, Phys. Rev. B 25, 1467 (1982).
[CrossRef]

Hebbink, G. A.

J. W. Stouwdam, G. A. Hebbink, J. Huskens, and F. van Veggel, Chem. Mater. 15, 4604 (2003).
[CrossRef]

Huskens, J.

J. W. Stouwdam, G. A. Hebbink, J. Huskens, and F. van Veggel, Chem. Mater. 15, 4604 (2003).
[CrossRef]

Hwang, S. T.

T. Moon, S. T. Hwang, D. R. Jung, D. Son, C. Kim, J. Kim, M. Kang, and B. Park, J. Phys. Chem. C 111, 4164 (2007).
[CrossRef]

Jarzebski, Z. M.

Z. M. Jarzebski and J. P. Morton, J. Electrochem. Soc. 123, 333C (1976).
[CrossRef]

Jenssen, H. P.

H. P. Christensen, D. R. Gabbe, and H. P. Jenssen, Phys. Rev. B 25, 1467 (1982).
[CrossRef]

Jung, D. R.

T. Moon, S. T. Hwang, D. R. Jung, D. Son, C. Kim, J. Kim, M. Kang, and B. Park, J. Phys. Chem. C 111, 4164 (2007).
[CrossRef]

Kang, M.

T. Moon, S. T. Hwang, D. R. Jung, D. Son, C. Kim, J. Kim, M. Kang, and B. Park, J. Phys. Chem. C 111, 4164 (2007).
[CrossRef]

Kim, C.

T. Moon, S. T. Hwang, D. R. Jung, D. Son, C. Kim, J. Kim, M. Kang, and B. Park, J. Phys. Chem. C 111, 4164 (2007).
[CrossRef]

Kim, J.

T. Moon, S. T. Hwang, D. R. Jung, D. Son, C. Kim, J. Kim, M. Kang, and B. Park, J. Phys. Chem. C 111, 4164 (2007).
[CrossRef]

Lauria, A.

S. Brovelli, A. Chiodini, A. Lauria, F. Meinardi, and A. Paleari, Phys. Rev. B 73, 073406 (2006).
[CrossRef]

Lin, J.

W. Y. Shen, M. L. Pang, J. Lin, and J. Fang, J. Electrochem. Soc. 152, H25 (2005).
[CrossRef]

Mallouk, T. E.

G. Cao, L. K. Rabenberg, C. M. Nunn, and T. E. Mallouk, Chem. Mater. 3, 149 (1991).
[CrossRef]

Matsuoka, T.

T. Matsuoka, T. Tohda, and T. Nitta, J. Electrochem. Soc. 130, 417 (1983).
[CrossRef]

Meinardi, F.

S. Brovelli, A. Chiodini, A. Lauria, F. Meinardi, and A. Paleari, Phys. Rev. B 73, 073406 (2006).
[CrossRef]

Meltzer, R. S.

R. S. Meltzer, S. P. Feofilov, B. Tissue, and H. B. Yuan, Phys. Rev. B 60, R14012 (1999).
[CrossRef]

Messaddeq, Y.

E. A. Morais, S. J. L. Ribeiro, L. V. A. Scalvi, C. V. Santilli, L. O. Ruggiero, S. H. Pulcinelli, and Y. Messaddeq, J. Alloys Compd. 344, 217 (2002).
[CrossRef]

Moon, T.

T. Moon, S. T. Hwang, D. R. Jung, D. Son, C. Kim, J. Kim, M. Kang, and B. Park, J. Phys. Chem. C 111, 4164 (2007).
[CrossRef]

Morais, E. A.

E. A. Morais, S. J. L. Ribeiro, L. V. A. Scalvi, C. V. Santilli, L. O. Ruggiero, S. H. Pulcinelli, and Y. Messaddeq, J. Alloys Compd. 344, 217 (2002).
[CrossRef]

Morton, J. P.

Z. M. Jarzebski and J. P. Morton, J. Electrochem. Soc. 123, 333C (1976).
[CrossRef]

Nitta, T.

T. Matsuoka, T. Tohda, and T. Nitta, J. Electrochem. Soc. 130, 417 (1983).
[CrossRef]

Nunn, C. M.

G. Cao, L. K. Rabenberg, C. M. Nunn, and T. E. Mallouk, Chem. Mater. 3, 149 (1991).
[CrossRef]

Paleari, A.

S. Brovelli, A. Chiodini, A. Lauria, F. Meinardi, and A. Paleari, Phys. Rev. B 73, 073406 (2006).
[CrossRef]

N. Chiodini, A. Paleari, G. Brambilla, and E. R. Taylor, Appl. Phys. Lett. 80, 4449 (2002).
[CrossRef]

Pang, M. L.

W. Y. Shen, M. L. Pang, J. Lin, and J. Fang, J. Electrochem. Soc. 152, H25 (2005).
[CrossRef]

Park, B.

T. Moon, S. T. Hwang, D. R. Jung, D. Son, C. Kim, J. Kim, M. Kang, and B. Park, J. Phys. Chem. C 111, 4164 (2007).
[CrossRef]

Polman, A.

A. Polman, J. Appl. Phys. 82, 1 (1997).
[CrossRef]

S. Coffa, G. Franzo, F. Priolo, A. Polman, and R. Serna, Phys. Rev. B 49, 16313 (1994).
[CrossRef]

Priolo, F.

S. Coffa, G. Franzo, F. Priolo, A. Polman, and R. Serna, Phys. Rev. B 49, 16313 (1994).
[CrossRef]

Pulcinelli, S. H.

E. A. Morais, S. J. L. Ribeiro, L. V. A. Scalvi, C. V. Santilli, L. O. Ruggiero, S. H. Pulcinelli, and Y. Messaddeq, J. Alloys Compd. 344, 217 (2002).
[CrossRef]

Rabenberg, L. K.

G. Cao, L. K. Rabenberg, C. M. Nunn, and T. E. Mallouk, Chem. Mater. 3, 149 (1991).
[CrossRef]

Ribeiro, S. J. L.

E. A. Morais, S. J. L. Ribeiro, L. V. A. Scalvi, C. V. Santilli, L. O. Ruggiero, S. H. Pulcinelli, and Y. Messaddeq, J. Alloys Compd. 344, 217 (2002).
[CrossRef]

Ruggiero, L. O.

E. A. Morais, S. J. L. Ribeiro, L. V. A. Scalvi, C. V. Santilli, L. O. Ruggiero, S. H. Pulcinelli, and Y. Messaddeq, J. Alloys Compd. 344, 217 (2002).
[CrossRef]

Santilli, C. V.

E. A. Morais, S. J. L. Ribeiro, L. V. A. Scalvi, C. V. Santilli, L. O. Ruggiero, S. H. Pulcinelli, and Y. Messaddeq, J. Alloys Compd. 344, 217 (2002).
[CrossRef]

Scalvi, L. V. A.

E. A. Morais, S. J. L. Ribeiro, L. V. A. Scalvi, C. V. Santilli, L. O. Ruggiero, S. H. Pulcinelli, and Y. Messaddeq, J. Alloys Compd. 344, 217 (2002).
[CrossRef]

Serna, R.

S. Coffa, G. Franzo, F. Priolo, A. Polman, and R. Serna, Phys. Rev. B 49, 16313 (1994).
[CrossRef]

Shen, W. Y.

W. Y. Shen, M. L. Pang, J. Lin, and J. Fang, J. Electrochem. Soc. 152, H25 (2005).
[CrossRef]

Son, D.

T. Moon, S. T. Hwang, D. R. Jung, D. Son, C. Kim, J. Kim, M. Kang, and B. Park, J. Phys. Chem. C 111, 4164 (2007).
[CrossRef]

Stouwdam, J. W.

J. W. Stouwdam, G. A. Hebbink, J. Huskens, and F. van Veggel, Chem. Mater. 15, 4604 (2003).
[CrossRef]

Taylor, E. R.

N. Chiodini, A. Paleari, G. Brambilla, and E. R. Taylor, Appl. Phys. Lett. 80, 4449 (2002).
[CrossRef]

Tissue, B.

R. S. Meltzer, S. P. Feofilov, B. Tissue, and H. B. Yuan, Phys. Rev. B 60, R14012 (1999).
[CrossRef]

Tohda, T.

T. Matsuoka, T. Tohda, and T. Nitta, J. Electrochem. Soc. 130, 417 (1983).
[CrossRef]

van Veggel, F.

J. W. Stouwdam, G. A. Hebbink, J. Huskens, and F. van Veggel, Chem. Mater. 15, 4604 (2003).
[CrossRef]

Weber, M. J.

M. J. Weber, Phys. Rev. 171, 283 (1968).
[CrossRef]

Wu, J.

J. Wu and J. L. Coffer, J. Phys. Chem. C 111, 16088 (2007).
[CrossRef]

Yuan, H. B.

R. S. Meltzer, S. P. Feofilov, B. Tissue, and H. B. Yuan, Phys. Rev. B 60, R14012 (1999).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (1)

N. Chiodini, A. Paleari, G. Brambilla, and E. R. Taylor, Appl. Phys. Lett. 80, 4449 (2002).
[CrossRef]

Chem. Mater. (2)

G. Cao, L. K. Rabenberg, C. M. Nunn, and T. E. Mallouk, Chem. Mater. 3, 149 (1991).
[CrossRef]

J. W. Stouwdam, G. A. Hebbink, J. Huskens, and F. van Veggel, Chem. Mater. 15, 4604 (2003).
[CrossRef]

J. Alloys Compd. (1)

E. A. Morais, S. J. L. Ribeiro, L. V. A. Scalvi, C. V. Santilli, L. O. Ruggiero, S. H. Pulcinelli, and Y. Messaddeq, J. Alloys Compd. 344, 217 (2002).
[CrossRef]

J. Appl. Phys. (1)

A. Polman, J. Appl. Phys. 82, 1 (1997).
[CrossRef]

J. Electrochem. Soc. (3)

Z. M. Jarzebski and J. P. Morton, J. Electrochem. Soc. 123, 333C (1976).
[CrossRef]

T. Matsuoka, T. Tohda, and T. Nitta, J. Electrochem. Soc. 130, 417 (1983).
[CrossRef]

W. Y. Shen, M. L. Pang, J. Lin, and J. Fang, J. Electrochem. Soc. 152, H25 (2005).
[CrossRef]

J. Phys. Chem. C (2)

J. Wu and J. L. Coffer, J. Phys. Chem. C 111, 16088 (2007).
[CrossRef]

T. Moon, S. T. Hwang, D. R. Jung, D. Son, C. Kim, J. Kim, M. Kang, and B. Park, J. Phys. Chem. C 111, 4164 (2007).
[CrossRef]

Phys. Rev. (1)

M. J. Weber, Phys. Rev. 171, 283 (1968).
[CrossRef]

Phys. Rev. B (4)

H. P. Christensen, D. R. Gabbe, and H. P. Jenssen, Phys. Rev. B 25, 1467 (1982).
[CrossRef]

R. S. Meltzer, S. P. Feofilov, B. Tissue, and H. B. Yuan, Phys. Rev. B 60, R14012 (1999).
[CrossRef]

S. Coffa, G. Franzo, F. Priolo, A. Polman, and R. Serna, Phys. Rev. B 49, 16313 (1994).
[CrossRef]

S. Brovelli, A. Chiodini, A. Lauria, F. Meinardi, and A. Paleari, Phys. Rev. B 73, 073406 (2006).
[CrossRef]

Other (1)

CRC Handbook of Chemistry and Physics, D.R.Lide, ed., 85th ed. (CRC, 2004), online version (retrieved June 8, 2009).

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.


Metrics