Abstract

We report a large enhancement of yellow photostimulated luminescence (PSL) by codoping Tm3+ in Sr3SiO5:Eu2+ upon infrared stimulation at 980 nm after pre-exposure in Ultraviolet light. The initial PSL intensity and light storage capacity are enhanced by a factor of 33 and 2, respectively, for Tm3+ concentration at 0.0004. The thermoluminescence spectra indicate that codoping Tm3+ generates a trap peaking at 385 K. The trap is much more sensitive to infrared light than the original one, so that the light storage period of the material is beyond tens of days with the minimum detectable infrared power density only 54μW/cm2.

© 2013 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. J. Lindmayer, Solid. State Technol. 31, 135 (1988).
  2. L. H. Robins and J. A. Tuchman, Phys. Rev. B. 57, 12094 (1998).
    [CrossRef]
  3. Z. Hasan, M. Solonenko, P. I. Macfarlane, L. Biyikli, V. K. Mathur, and F. A. Karwacki, Appl. Phys. Lett. 72, 2373 (1998).
    [CrossRef]
  4. X. Y. Sun, J. H. Zhang, X. Zhang, Y. S. Luo, and X. J. Wang, J. Phys. D 41, 195414 (2008).
    [CrossRef]
  5. X. Y. Sun, J. H. Zhang, X. Zhang, Y. S. Luo, Z. D. Hao, and X. J. Wang, J. Appl. Phys. 105, 013501 (2009).
    [CrossRef]
  6. T. Katsumata, R. Sakai, S. Komuro, and T. Morikawa, J. Electrochem. Soc. 150, H111 (2003).
    [CrossRef]
  7. J. C. Zhang, M. H. Yu, Q. S. Qin, H. L. Zhou, M. J. Zhou, X. H. Xu, and Y. H. Wang, J. Appl. Phys. 108, 123518 (2010).
    [CrossRef]
  8. J. K. Park, C. H. Kim, S. H. Park, H. D. Park, and S. Y. Choi, Appl. Phys. Lett. 84, 1647 (2004).
    [CrossRef]
  9. H. S. Jang and D. Y. Jeon, Opt. Lett. 32, 3444 (2007).
    [CrossRef]
  10. R. Chen, J. Electrochem. Soc. 116, 1254 (1969).
    [CrossRef]

2010

J. C. Zhang, M. H. Yu, Q. S. Qin, H. L. Zhou, M. J. Zhou, X. H. Xu, and Y. H. Wang, J. Appl. Phys. 108, 123518 (2010).
[CrossRef]

2009

X. Y. Sun, J. H. Zhang, X. Zhang, Y. S. Luo, Z. D. Hao, and X. J. Wang, J. Appl. Phys. 105, 013501 (2009).
[CrossRef]

2008

X. Y. Sun, J. H. Zhang, X. Zhang, Y. S. Luo, and X. J. Wang, J. Phys. D 41, 195414 (2008).
[CrossRef]

2007

2004

J. K. Park, C. H. Kim, S. H. Park, H. D. Park, and S. Y. Choi, Appl. Phys. Lett. 84, 1647 (2004).
[CrossRef]

2003

T. Katsumata, R. Sakai, S. Komuro, and T. Morikawa, J. Electrochem. Soc. 150, H111 (2003).
[CrossRef]

1998

L. H. Robins and J. A. Tuchman, Phys. Rev. B. 57, 12094 (1998).
[CrossRef]

Z. Hasan, M. Solonenko, P. I. Macfarlane, L. Biyikli, V. K. Mathur, and F. A. Karwacki, Appl. Phys. Lett. 72, 2373 (1998).
[CrossRef]

1988

J. Lindmayer, Solid. State Technol. 31, 135 (1988).

1969

R. Chen, J. Electrochem. Soc. 116, 1254 (1969).
[CrossRef]

Biyikli, L.

Z. Hasan, M. Solonenko, P. I. Macfarlane, L. Biyikli, V. K. Mathur, and F. A. Karwacki, Appl. Phys. Lett. 72, 2373 (1998).
[CrossRef]

Chen, R.

R. Chen, J. Electrochem. Soc. 116, 1254 (1969).
[CrossRef]

Choi, S. Y.

J. K. Park, C. H. Kim, S. H. Park, H. D. Park, and S. Y. Choi, Appl. Phys. Lett. 84, 1647 (2004).
[CrossRef]

Hao, Z. D.

X. Y. Sun, J. H. Zhang, X. Zhang, Y. S. Luo, Z. D. Hao, and X. J. Wang, J. Appl. Phys. 105, 013501 (2009).
[CrossRef]

Hasan, Z.

Z. Hasan, M. Solonenko, P. I. Macfarlane, L. Biyikli, V. K. Mathur, and F. A. Karwacki, Appl. Phys. Lett. 72, 2373 (1998).
[CrossRef]

Jang, H. S.

Jeon, D. Y.

Karwacki, F. A.

Z. Hasan, M. Solonenko, P. I. Macfarlane, L. Biyikli, V. K. Mathur, and F. A. Karwacki, Appl. Phys. Lett. 72, 2373 (1998).
[CrossRef]

Katsumata, T.

T. Katsumata, R. Sakai, S. Komuro, and T. Morikawa, J. Electrochem. Soc. 150, H111 (2003).
[CrossRef]

Kim, C. H.

J. K. Park, C. H. Kim, S. H. Park, H. D. Park, and S. Y. Choi, Appl. Phys. Lett. 84, 1647 (2004).
[CrossRef]

Komuro, S.

T. Katsumata, R. Sakai, S. Komuro, and T. Morikawa, J. Electrochem. Soc. 150, H111 (2003).
[CrossRef]

Lindmayer, J.

J. Lindmayer, Solid. State Technol. 31, 135 (1988).

Luo, Y. S.

X. Y. Sun, J. H. Zhang, X. Zhang, Y. S. Luo, Z. D. Hao, and X. J. Wang, J. Appl. Phys. 105, 013501 (2009).
[CrossRef]

X. Y. Sun, J. H. Zhang, X. Zhang, Y. S. Luo, and X. J. Wang, J. Phys. D 41, 195414 (2008).
[CrossRef]

Macfarlane, P. I.

Z. Hasan, M. Solonenko, P. I. Macfarlane, L. Biyikli, V. K. Mathur, and F. A. Karwacki, Appl. Phys. Lett. 72, 2373 (1998).
[CrossRef]

Mathur, V. K.

Z. Hasan, M. Solonenko, P. I. Macfarlane, L. Biyikli, V. K. Mathur, and F. A. Karwacki, Appl. Phys. Lett. 72, 2373 (1998).
[CrossRef]

Morikawa, T.

T. Katsumata, R. Sakai, S. Komuro, and T. Morikawa, J. Electrochem. Soc. 150, H111 (2003).
[CrossRef]

Park, H. D.

J. K. Park, C. H. Kim, S. H. Park, H. D. Park, and S. Y. Choi, Appl. Phys. Lett. 84, 1647 (2004).
[CrossRef]

Park, J. K.

J. K. Park, C. H. Kim, S. H. Park, H. D. Park, and S. Y. Choi, Appl. Phys. Lett. 84, 1647 (2004).
[CrossRef]

Park, S. H.

J. K. Park, C. H. Kim, S. H. Park, H. D. Park, and S. Y. Choi, Appl. Phys. Lett. 84, 1647 (2004).
[CrossRef]

Qin, Q. S.

J. C. Zhang, M. H. Yu, Q. S. Qin, H. L. Zhou, M. J. Zhou, X. H. Xu, and Y. H. Wang, J. Appl. Phys. 108, 123518 (2010).
[CrossRef]

Robins, L. H.

L. H. Robins and J. A. Tuchman, Phys. Rev. B. 57, 12094 (1998).
[CrossRef]

Sakai, R.

T. Katsumata, R. Sakai, S. Komuro, and T. Morikawa, J. Electrochem. Soc. 150, H111 (2003).
[CrossRef]

Solonenko, M.

Z. Hasan, M. Solonenko, P. I. Macfarlane, L. Biyikli, V. K. Mathur, and F. A. Karwacki, Appl. Phys. Lett. 72, 2373 (1998).
[CrossRef]

Sun, X. Y.

X. Y. Sun, J. H. Zhang, X. Zhang, Y. S. Luo, Z. D. Hao, and X. J. Wang, J. Appl. Phys. 105, 013501 (2009).
[CrossRef]

X. Y. Sun, J. H. Zhang, X. Zhang, Y. S. Luo, and X. J. Wang, J. Phys. D 41, 195414 (2008).
[CrossRef]

Tuchman, J. A.

L. H. Robins and J. A. Tuchman, Phys. Rev. B. 57, 12094 (1998).
[CrossRef]

Wang, X. J.

X. Y. Sun, J. H. Zhang, X. Zhang, Y. S. Luo, Z. D. Hao, and X. J. Wang, J. Appl. Phys. 105, 013501 (2009).
[CrossRef]

X. Y. Sun, J. H. Zhang, X. Zhang, Y. S. Luo, and X. J. Wang, J. Phys. D 41, 195414 (2008).
[CrossRef]

Wang, Y. H.

J. C. Zhang, M. H. Yu, Q. S. Qin, H. L. Zhou, M. J. Zhou, X. H. Xu, and Y. H. Wang, J. Appl. Phys. 108, 123518 (2010).
[CrossRef]

Xu, X. H.

J. C. Zhang, M. H. Yu, Q. S. Qin, H. L. Zhou, M. J. Zhou, X. H. Xu, and Y. H. Wang, J. Appl. Phys. 108, 123518 (2010).
[CrossRef]

Yu, M. H.

J. C. Zhang, M. H. Yu, Q. S. Qin, H. L. Zhou, M. J. Zhou, X. H. Xu, and Y. H. Wang, J. Appl. Phys. 108, 123518 (2010).
[CrossRef]

Zhang, J. C.

J. C. Zhang, M. H. Yu, Q. S. Qin, H. L. Zhou, M. J. Zhou, X. H. Xu, and Y. H. Wang, J. Appl. Phys. 108, 123518 (2010).
[CrossRef]

Zhang, J. H.

X. Y. Sun, J. H. Zhang, X. Zhang, Y. S. Luo, Z. D. Hao, and X. J. Wang, J. Appl. Phys. 105, 013501 (2009).
[CrossRef]

X. Y. Sun, J. H. Zhang, X. Zhang, Y. S. Luo, and X. J. Wang, J. Phys. D 41, 195414 (2008).
[CrossRef]

Zhang, X.

X. Y. Sun, J. H. Zhang, X. Zhang, Y. S. Luo, Z. D. Hao, and X. J. Wang, J. Appl. Phys. 105, 013501 (2009).
[CrossRef]

X. Y. Sun, J. H. Zhang, X. Zhang, Y. S. Luo, and X. J. Wang, J. Phys. D 41, 195414 (2008).
[CrossRef]

Zhou, H. L.

J. C. Zhang, M. H. Yu, Q. S. Qin, H. L. Zhou, M. J. Zhou, X. H. Xu, and Y. H. Wang, J. Appl. Phys. 108, 123518 (2010).
[CrossRef]

Zhou, M. J.

J. C. Zhang, M. H. Yu, Q. S. Qin, H. L. Zhou, M. J. Zhou, X. H. Xu, and Y. H. Wang, J. Appl. Phys. 108, 123518 (2010).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett.

Z. Hasan, M. Solonenko, P. I. Macfarlane, L. Biyikli, V. K. Mathur, and F. A. Karwacki, Appl. Phys. Lett. 72, 2373 (1998).
[CrossRef]

J. K. Park, C. H. Kim, S. H. Park, H. D. Park, and S. Y. Choi, Appl. Phys. Lett. 84, 1647 (2004).
[CrossRef]

J. Appl. Phys.

X. Y. Sun, J. H. Zhang, X. Zhang, Y. S. Luo, Z. D. Hao, and X. J. Wang, J. Appl. Phys. 105, 013501 (2009).
[CrossRef]

J. C. Zhang, M. H. Yu, Q. S. Qin, H. L. Zhou, M. J. Zhou, X. H. Xu, and Y. H. Wang, J. Appl. Phys. 108, 123518 (2010).
[CrossRef]

J. Electrochem. Soc.

T. Katsumata, R. Sakai, S. Komuro, and T. Morikawa, J. Electrochem. Soc. 150, H111 (2003).
[CrossRef]

R. Chen, J. Electrochem. Soc. 116, 1254 (1969).
[CrossRef]

J. Phys. D

X. Y. Sun, J. H. Zhang, X. Zhang, Y. S. Luo, and X. J. Wang, J. Phys. D 41, 195414 (2008).
[CrossRef]

Opt. Lett.

Phys. Rev. B.

L. H. Robins and J. A. Tuchman, Phys. Rev. B. 57, 12094 (1998).
[CrossRef]

Solid. State Technol.

J. Lindmayer, Solid. State Technol. 31, 135 (1988).

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 (5)

Fig. 1.
Fig. 1.

(a) PL and PLE spectra of Sr2.99SiO5:0.01Eu2+ and Sr2.9896SiO5:0.01Eu2+, 0.0004Tm3+ and (b) PSL emission spectra and PSL response spectra for charging wavelengths.

Fig. 2.
Fig. 2.

The decay curves of PSL in Sr2.99xSiO5:0.01Eu2+, xTm3+ (x=00.04) monitored at 580 nm.

Fig. 3.
Fig. 3.

TL spectra of Sr2.99xSiO5:0.01Eu2+, xTm3+ (x=00.04).

Fig. 4.
Fig. 4.

PSL and trap B TL intensities in samples Sr2.99xSiO5:0.01Eu2+, xTm3+ (x=0, 0.00001, 0.0001, 0.0004, 0.001, 0.01, and 0.04) numbered from I to VII. Photographs are taken upon 980 nm stimulation with power density 15.27mW/cm2.

Fig. 5.
Fig. 5.

The recovery of PSL intensity within different time intervals between infrared stimulation off and on in Sr2.9896SiO5:0.01Eu2+, 0.0004Tm3+ (background is phosphorescence).

Tables (1)

Tables Icon

Table 1. The Areas under PSL Decay Curves in Sr2.99xSiO5:0.01Eu2+, xTm3+ (x=00.04)

Metrics