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ELABORATION DE COUCHES MINCES LUMINESCENTES
DE CaTiO 3 :PR 3+ PAR PULVERISATION CATHODIQUE
A. Ennajdaoui, P. Boutinaud*, E. Tomasella, J. Cellier, M. Jacquet, R. Mahiou
Laboratoire des Matériaux Inorganiques – UMR CNRS 6002. Université Blaise-Pascal et ENSCCF.
Ensemble Scientifique des Cézeaux, 63177 Aubière Cedex, France.
*Auteur correspondant : P. Boutinaud, e-mail : boutinau@chimtp.univ-bpclermont.fr
Depuis la publication en 1994 d’un article mettant en évidence le fort potentiel du
luminophore rouge CaTiO 3 :Pr 3+ pour des applications en émission à effet de champ [1], les
recherches autour des pérovskites MTiO 3 (M = Ca, Sr) dopées au praséodyme se sont
développées dans plusieurs laboratoires et centres de recherche industriels, notamment au
Japon et en Corée du Sud et, depuis 1995 en France, au LMI [2-3]. Dans le cadre de cette
recherche, des films luminescents de CaTiO 3 :Pr 3+ ont été réalisés par pulvérisation radiofréquence
réactive à partir d’une cible céramique de composition nominale
2+ 3+
4+
3+
Ca 0 . 998 Pr 0. 002 Ti 0. 998 Al 0. 002 O3
, élaborée par la technologie sol-gel. Les films obtenus en faisant
varier différents paramètres du process (puissance, pression et composition du gaz) ont été
caractérisés d’un point de vue chimique, structural et microstructural ; leurs propriétés de
luminescence ont été évaluées. La composition nominale en éléments majoritaires des films a
été confirmée par spectroscopie RBS. La cristallisation des films, mesurée in situ par
diffraction des rayons X, est observée dès 700°C. L’étude microstructurale menée
conjointement par AFM et par l’analyse du profil des pics de diffraction révèle une structure
nanométrique constituée de cristallites d’environ 20-30 nm pour des films traités pendant 2 h
à 800°C. Sous excitation ultraviolette, les films émettent une photoluminescence rouge
caractéristique du luminophore CaTiO 3 :Pr 3+ . On note cependant un raccourcissement du
déclin temporel de fluorescence ainsi qu’un décalage vers les hautes énergies du spectre
d’excitation, par rapport aux caractéristiques de films de même composition élaborés par voie
chimique [2,3]. L’origine de ces phénomènes sera discutée.
Références
1. S. S. Chadha, D. W. Smith, A. Vecht., C. S. Gibbons, SID 94 DIGEST, 51 (1994).
2. E. Pinel, P. Boutinaud, G. Bertrand, C. Caperaa, J. Cellier, R. Mahiou, J. Alloys and Compounds, 374
(2004) 202.
3. E. Pinel, P. Boutinaud, G. Bertrand, R. Mahiou, Proc. SPIE, 5250 (2004), 444.