Thermoluminescence and photostimulated luminescence of calcium halophosphate doped with Eu

Abstract

Calcium halophosphate doped with Eu, Ca5(PO4)3(F, Cl):Eu, was investigated by thermoluminescence, photoluminescence, and diffuse reflection in order to characterize the optical storage properties of this material. The different photoluminescence emission spectra of Eu3+ and Eu2+ in Ca5(PO4)3(F, Cl) were observed and in addition, the decay times of the corresponding transitions were determined. By application of X-ray radiation an efficient conversion of the dopant charge state from Eu3+ to Eu2+ could be achieved. The luminescence of Eu2+ can be optically stimulated with photon energies of 1.9 eV which is lower than the required energy for the direct excitation of the Eu2+ transition. Kalzium-Halophosphat dotiert mit Eu, Ca5(PO4)3(F, Cl):Eu, ist bekannt als ein Material mit optischer Speicherfähigkeit. Diese Eigenschaft wurde mit den Methoden Thermolumineszenz, Photolumineszenz und diffuser Reflexion untersucht. In Photolumineszenzuntersuchungen wurden die unterschiedlichen Emissionsspektren für Eu3+ und Eu2+ in Ca5(PO4)3(F, Cl) nachgewiesen und darüber hinaus die Lumineszenzabklingzeiten der entsprechenden optischen Übergänge bestimmt. Es konnte gezeigt werden, daß unter Anwendung von Röntgenstrahlung eine effiziente Umwandlung des Ladungszustandes der Dotierung von Eu3+ zu Eu2+ stattfindet. Mit einer Phononenenergie von 1,9 eV, die geringer ist als es für die direkte Anregung des Eu2+ Überganges notwendig wäre, wurde eine effiziente optische Stimulierung der Eu2+ Lumineszenz demonstriert.