Energy Transfer Between Yb3+- Mn2+ in Zn(Po3)2 Glasses Giving Green, Red and Infrared Light

Authors

  • C Flores J Instituto de Física Universidad Nacional Autónoma de México, Circuito de la Investigación Científica Ciudad Universitaria, CP. 04510 CDMX, México Author
  • Ciro Falcony Departamento de Física del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional, Avenida Instituto Politécnico Nacional 2508, CP. 07360 CDMX, México Author
  • M Bettinelli Dipartimento di Biotecnologie, Università di Verona, and INSTM, UdR Verona, Ca’ Vignal, Strada Le Grazie 15, 37134 Verona, Italy Author
  • A Speghini Nanomaterials Research Group. Department of Biotechnology. University of Verona and INSTM, Ru Verona, strada Le Grazie 15, Verona, Italy Author
  • Salvador Carmona T CONACYT-Benemérita Universidad Autóonoma de Puebla. Posgrado en Física Aplicada. Facultad de Ciencias Físico-Matematicas, Av. San Claudio y Av. 18 sur, Col. San Manuel Ciudad Universitaria, Puebla, Pue., 72570, Mexico. Author
  • L Mariscal-Becerra Facultad de Ciencias, Universidad Nacional Autónoma de México, Circuito Exterior S / N, Ciudad Universitaria, Coyoacán, CDMX 0451, México Author
  • D Acosta N Instituto de Física Universidad Nacional Autónoma de México, Circuito de la Investigación Científica Ciudad Universitaria, CP. 04510 CDMX, México Author
  • E Camarillo G Instituto de Física Universidad Nacional Autónoma de México, Circuito de la Investigación Científica Ciudad Universitaria, CP. 04510 CDMX, México Author
  • J Hernández A Instituto de Física Universidad Nacional Autónoma de México, Circuito de la Investigación Científica Ciudad Universitaria, CP. 04510 CDMX, México Author
  • H Murrieta S Instituto de Física Universidad Nacional Autónoma de México, Circuito de la Investigación Científica Ciudad Universitaria, CP. 04510 CDMX, México Author

DOI:

https://doi.org/10.47363/JMSMR/2020(1)107

Keywords:

Optical Absorption, Luminescence, Upconversion, Downshift, Nanostructures, α Phase Zn(PO3)2

Abstract

The Yb3+-Mn2+codoped zinc metaphosphate glass gives rise to several processes such as upconversion, downshifting and double ion absorptions producing light from the visible to the IR wavelengths. These processes are possible since the Mn2+ and the Yb3+ ions replaces the Zn2+ ion in nanoparticles of the α phase of the compound Zn(PO3)2. An important result is that the α structure presence allows the formation of Yb3+-Mn2+ dimers, that gives rise to a superexchange coupling that allows an upconversion process from the IR to the red region of the electromagnetic spectrum. The experimental results also show that these dimers can couple to produce Yb3+ ion pairs that led to a cooperative emission in the green, around 500nm, coupling also the Mn2+ ions that in turn allows to produce a double absorption of this ions in the red region of the electromagnetic spectrum and as well a downshifting process conducting to the Yb3+ emission in the infrared. If the manganese ion concentration is higher than 10% most of these effects are masked. All these results make the material an effective option for different applications, due to the large wavelength variety that can be selected for excitation or emission.

Author Biographies

  • C Flores J, Instituto de Física Universidad Nacional Autónoma de México, Circuito de la Investigación Científica Ciudad Universitaria, CP. 04510 CDMX, México

    Instituto de Física Universidad Nacional Autónoma de México, Circuito de la Investigación Científica Ciudad Universitaria, CP. 04510 CDMX, México

  • Ciro Falcony, Departamento de Física del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional, Avenida Instituto Politécnico Nacional 2508, CP. 07360 CDMX, México

    Departamento de Física del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional, Avenida Instituto Politécnico Nacional 2508, CP. 07360 CDMX, México

  • M Bettinelli, Dipartimento di Biotecnologie, Università di Verona, and INSTM, UdR Verona, Ca’ Vignal, Strada Le Grazie 15, 37134 Verona, Italy

    Dipartimento di Biotecnologie, Università di Verona, and INSTM, UdR Verona, Ca’ Vignal, Strada Le Grazie 15, 37134 Verona, Italy

  • A Speghini, Nanomaterials Research Group. Department of Biotechnology. University of Verona and INSTM, Ru Verona, strada Le Grazie 15, Verona, Italy

    Nanomaterials Research Group. Department of Biotechnology. University of Verona and INSTM, Ru Verona, strada Le Grazie 15, Verona, Italy

  • Salvador Carmona T, CONACYT-Benemérita Universidad Autóonoma de Puebla. Posgrado en Física Aplicada. Facultad de Ciencias Físico-Matematicas, Av. San Claudio y Av. 18 sur, Col. San Manuel Ciudad Universitaria, Puebla, Pue., 72570, Mexico.

    CONACYT-Benemérita Universidad Autóonoma de Puebla. Posgrado en Física Aplicada. Facultad de Ciencias Físico-Matematicas, Av. San Claudio y Av. 18 sur, Col. San Manuel Ciudad Universitaria, Puebla, Pue., 72570, Mexico.

  • L Mariscal-Becerra, Facultad de Ciencias, Universidad Nacional Autónoma de México, Circuito Exterior S / N, Ciudad Universitaria, Coyoacán, CDMX 0451, México

    Facultad de Ciencias, Universidad Nacional Autónoma de México, Circuito Exterior S / N, Ciudad Universitaria, Coyoacán, CDMX 0451, México

  • D Acosta N, Instituto de Física Universidad Nacional Autónoma de México, Circuito de la Investigación Científica Ciudad Universitaria, CP. 04510 CDMX, México

    Instituto de Física Universidad Nacional Autónoma de México, Circuito de la Investigación Científica Ciudad Universitaria, CP. 04510 CDMX, México

  • E Camarillo G, Instituto de Física Universidad Nacional Autónoma de México, Circuito de la Investigación Científica Ciudad Universitaria, CP. 04510 CDMX, México

    Instituto de Física Universidad Nacional Autónoma de México, Circuito de la Investigación Científica Ciudad Universitaria, CP. 04510 CDMX, México

  • J Hernández A, Instituto de Física Universidad Nacional Autónoma de México, Circuito de la Investigación Científica Ciudad Universitaria, CP. 04510 CDMX, México

    Instituto de Física Universidad Nacional Autónoma de México, Circuito de la Investigación Científica Ciudad Universitaria, CP. 04510 CDMX, México

  • H Murrieta S, Instituto de Física Universidad Nacional Autónoma de México, Circuito de la Investigación Científica Ciudad Universitaria, CP. 04510 CDMX, México

    Instituto de Física Universidad Nacional Autónoma de México, Circuito de la Investigación Científica Ciudad Universitaria, CP. 04510 CDMX, México

Downloads

Published

2020-10-07