Optical characterization of europium and cerium in strontium thiogallate thin films and powders

Abstract

Luminescent properties of Eu2+ or Ce3+ doped SrGa2S4 powder samples are investigated over the temperature range 30 to 300 K. Up to 300 K the lifetime remains constant (τ0 = 480 and 24 ns for Eu2+ and Ce3+, respectively) showing that the probability of non-radiative transitions is negligible at room temperature. The decay of thin films prepared by reactive radio-frequency magnetron sputtering deviates strongly from an exponential one as a consequence of energy transfer to defects. Codoping of Ce3+ with Na+ considerably increases the luminescence efficiency. Les propriétés luminescentes de poudres de SrGa2S4 dopées au Eu2+ et au Ce3+ sont étudiées pour des températures variant de 30 à 300 K. Jusqu'à 300 K, les durées de vie restent invariantes (τ0 = 480 et 24 ns pour Eu2+ et Ce3+ respectivement). Ceci montre que les probabilités de transitions non-radiatives sont négligeables à la température ambiante. Le déclin de couches minces préparées par pulvérisation cathodique radio-fréquence est beaucoup plus rapide et montre la présence d'un transfert d'énergie vers des défauts. Le codopage de SrGa2S4:Ce3+ avec du Na+ améliore fortment le rendement de luminescence.