Luminescent ceramics based on polycrystalline calcium fluoroapatite Ca₁₀(P0₄)₆F₂:Eu³⁺

The FAP and FAP:Eu³⁺ powders have been prepared using precipitation from aqueous solution. The as-prepared powders were compacted into tablets at 660 MPa and sintered in oxygen atmosphere at 600-1200°C. XRD analysis has shown that within the whole range of sintering temperature, the samples contain...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in:Functional Materials
Date:2008
Main Authors: Babayevskaya, N.V., Mateychenko, P.V., Deineka, T.G., Kolupaeva, Z.I.
Format: Article
Language:English
Published: НТК «Інститут монокристалів» НАН України 2008
Subjects:
Online Access:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/134566
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:Luminescent ceramics based on polycrystalline calcium fluoroapatite Ca₁₀(P0₄)₆F₂:Eu³⁺ // N.V. Babayevskaya, P.V. Mateychenko, T.G. Deineka, Z.I. Kolupaeva // Functional Materials. — 2008. — Т. 15, № 2. — С. 259-264. — Бібліогр.: 23 назв. — англ.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-134566
record_format dspace
spelling Babayevskaya, N.V.
Mateychenko, P.V.
Deineka, T.G.
Kolupaeva, Z.I.
2018-06-13T17:07:01Z
2018-06-13T17:07:01Z
2008
Luminescent ceramics based on polycrystalline calcium fluoroapatite Ca₁₀(P0₄)₆F₂:Eu³⁺ // N.V. Babayevskaya, P.V. Mateychenko, T.G. Deineka, Z.I. Kolupaeva // Functional Materials. — 2008. — Т. 15, № 2. — С. 259-264. — Бібліогр.: 23 назв. — англ.
1027-5495
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/134566
The FAP and FAP:Eu³⁺ powders have been prepared using precipitation from aqueous solution. The as-prepared powders were compacted into tablets at 660 MPa and sintered in oxygen atmosphere at 600-1200°C. XRD analysis has shown that within the whole range of sintering temperature, the samples contain crystalline fluorapatite along with a small amount of amorphous phase, which decreases as the sintering temperature rises. The sintering temperature elevation results in extension of the coherent scattering area size (L = 42 to 54 nm). The FAP:Eu³⁺ ceramics density attains 84.67 % at Tsint = 1100°C and decreases above that value. As the temperature increases, the average grain size grows from 5 to 15 μm and the porosity decreases. The photoluminescence efficiency of Eu³⁺ in the FAP structure is maximum for ceramics sintered at 1100°C.
Порошки фторапатиту кальцію (ФАП) та ФАП:Eu³⁺ отримано методом осадження з водних розчинів. Свіжоприготовлені порошки компактувались у таблетки при 660 МПа та спікалися у атмосфері кисню у діапазоні температур Tsint = 600-1200°С. 3а даними XRD, у всьому діапазоні температур спікання поряд з кристалічною фазою ФАП присутня невелика кількість аморфної фази, яка з ростом температури спікання зменшується. 3 ростом температури спікання збільшується розмір областей когерентного розсіювання (L = 42-54 нм). Густина кераміки ФАП:Eu³⁺ досягає 84.67 % при Tsint = 1100°С і вище цього значення знижується. 3і збільшенням Tsint середній розмір зерен зростає від 5 до 15 мкм та пористість знижується. Вихід фотолюмінесценції Eu³⁺ у структурі ФАП є максимальним для кераміки, спеченої при 1100°С.
Порошки фторапатита кальция (ФАП) и ФАП:Eu³⁺ получены методом осаждения из водных растворов. Свежеприготовленные порошки компактировались в таблетки при 660 МПа и спекались в атмосфере кислорода в диапазоне температур Tsint = 600-12000С. По данным XRD, во всем диапазоне температуры спекания наряду с кристаллической фазой ФАП, присутствует небольшое количество аморфной фазы, которое с ростом температуры спекания уменьшается. С ростом температуры увеличивается размер областей когерентного рассеяния (L = 42-54 нм). Плотность керамики ФАП:Eu³⁺ достигает 84.67 % при Tsint = 1100°С и выше этого значения снижается. С увеличением Tstnt средmrй размер зерен растет от 5 до 15 мкм и сmrжается пористость. Выход фотолюминесценции Eu³⁺ в структуре ФАП максимален для керамики, спеченной при 1100°С.
en
НТК «Інститут монокристалів» НАН України
Functional Materials
Technology
Luminescent ceramics based on polycrystalline calcium fluoroapatite Ca₁₀(P0₄)₆F₂:Eu³⁺
Люмінесцентна кераміка на основі фторапатиту кальцію Ca₁₀(P0₄)₆F₂:Eu³⁺
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Luminescent ceramics based on polycrystalline calcium fluoroapatite Ca₁₀(P0₄)₆F₂:Eu³⁺
spellingShingle Luminescent ceramics based on polycrystalline calcium fluoroapatite Ca₁₀(P0₄)₆F₂:Eu³⁺
Babayevskaya, N.V.
Mateychenko, P.V.
Deineka, T.G.
Kolupaeva, Z.I.
Technology
title_short Luminescent ceramics based on polycrystalline calcium fluoroapatite Ca₁₀(P0₄)₆F₂:Eu³⁺
title_full Luminescent ceramics based on polycrystalline calcium fluoroapatite Ca₁₀(P0₄)₆F₂:Eu³⁺
title_fullStr Luminescent ceramics based on polycrystalline calcium fluoroapatite Ca₁₀(P0₄)₆F₂:Eu³⁺
title_full_unstemmed Luminescent ceramics based on polycrystalline calcium fluoroapatite Ca₁₀(P0₄)₆F₂:Eu³⁺
title_sort luminescent ceramics based on polycrystalline calcium fluoroapatite ca₁₀(p0₄)₆f₂:eu³⁺
author Babayevskaya, N.V.
Mateychenko, P.V.
Deineka, T.G.
Kolupaeva, Z.I.
author_facet Babayevskaya, N.V.
Mateychenko, P.V.
Deineka, T.G.
Kolupaeva, Z.I.
topic Technology
topic_facet Technology
publishDate 2008
language English
container_title Functional Materials
publisher НТК «Інститут монокристалів» НАН України
format Article
title_alt Люмінесцентна кераміка на основі фторапатиту кальцію Ca₁₀(P0₄)₆F₂:Eu³⁺
description The FAP and FAP:Eu³⁺ powders have been prepared using precipitation from aqueous solution. The as-prepared powders were compacted into tablets at 660 MPa and sintered in oxygen atmosphere at 600-1200°C. XRD analysis has shown that within the whole range of sintering temperature, the samples contain crystalline fluorapatite along with a small amount of amorphous phase, which decreases as the sintering temperature rises. The sintering temperature elevation results in extension of the coherent scattering area size (L = 42 to 54 nm). The FAP:Eu³⁺ ceramics density attains 84.67 % at Tsint = 1100°C and decreases above that value. As the temperature increases, the average grain size grows from 5 to 15 μm and the porosity decreases. The photoluminescence efficiency of Eu³⁺ in the FAP structure is maximum for ceramics sintered at 1100°C. Порошки фторапатиту кальцію (ФАП) та ФАП:Eu³⁺ отримано методом осадження з водних розчинів. Свіжоприготовлені порошки компактувались у таблетки при 660 МПа та спікалися у атмосфері кисню у діапазоні температур Tsint = 600-1200°С. 3а даними XRD, у всьому діапазоні температур спікання поряд з кристалічною фазою ФАП присутня невелика кількість аморфної фази, яка з ростом температури спікання зменшується. 3 ростом температури спікання збільшується розмір областей когерентного розсіювання (L = 42-54 нм). Густина кераміки ФАП:Eu³⁺ досягає 84.67 % при Tsint = 1100°С і вище цього значення знижується. 3і збільшенням Tsint середній розмір зерен зростає від 5 до 15 мкм та пористість знижується. Вихід фотолюмінесценції Eu³⁺ у структурі ФАП є максимальним для кераміки, спеченої при 1100°С. Порошки фторапатита кальция (ФАП) и ФАП:Eu³⁺ получены методом осаждения из водных растворов. Свежеприготовленные порошки компактировались в таблетки при 660 МПа и спекались в атмосфере кислорода в диапазоне температур Tsint = 600-12000С. По данным XRD, во всем диапазоне температуры спекания наряду с кристаллической фазой ФАП, присутствует небольшое количество аморфной фазы, которое с ростом температуры спекания уменьшается. С ростом температуры увеличивается размер областей когерентного рассеяния (L = 42-54 нм). Плотность керамики ФАП:Eu³⁺ достигает 84.67 % при Tsint = 1100°С и выше этого значения снижается. С увеличением Tstnt средmrй размер зерен растет от 5 до 15 мкм и сmrжается пористость. Выход фотолюминесценции Eu³⁺ в структуре ФАП максимален для керамики, спеченной при 1100°С.
issn 1027-5495
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/134566
citation_txt Luminescent ceramics based on polycrystalline calcium fluoroapatite Ca₁₀(P0₄)₆F₂:Eu³⁺ // N.V. Babayevskaya, P.V. Mateychenko, T.G. Deineka, Z.I. Kolupaeva // Functional Materials. — 2008. — Т. 15, № 2. — С. 259-264. — Бібліогр.: 23 назв. — англ.
work_keys_str_mv AT babayevskayanv luminescentceramicsbasedonpolycrystallinecalciumfluoroapatiteca10p046f2eu3
AT mateychenkopv luminescentceramicsbasedonpolycrystallinecalciumfluoroapatiteca10p046f2eu3
AT deinekatg luminescentceramicsbasedonpolycrystallinecalciumfluoroapatiteca10p046f2eu3
AT kolupaevazi luminescentceramicsbasedonpolycrystallinecalciumfluoroapatiteca10p046f2eu3
AT babayevskayanv lûmínescentnakeramíkanaosnovíftorapatitukalʹcíûca10p046f2eu3
AT mateychenkopv lûmínescentnakeramíkanaosnovíftorapatitukalʹcíûca10p046f2eu3
AT deinekatg lûmínescentnakeramíkanaosnovíftorapatitukalʹcíûca10p046f2eu3
AT kolupaevazi lûmínescentnakeramíkanaosnovíftorapatitukalʹcíûca10p046f2eu3
first_indexed 2025-11-24T11:38:30Z
last_indexed 2025-11-24T11:38:30Z
_version_ 1850845671684308992
fulltext /XPLQHVFHQW�FHUDPLFV�EDVHG�RQ�SRO\FU\VWDOOLQHFDOFLXP�IOXRURDSDWLWH�&D���32���)��(X��1�9�%DED\HYVND\D���3�9�0DWH\FKHQNR��7�*�'HLQHND��=�,�.ROXSDHYD ,QVWLWXWH�IRU�6LQJOH�&U\VWDOV��67&��,QVWLWXWH�IRU�6LQJOH�&U\VWDOV��� 1DWLRQDO�$FDGHP\�RI�6FLHQFHV�RI�8NUDLQH�� ���/HQLQ�$YH���������.KDUNLY��8NUDLQH 5HFHLYHG�-DQXDU\�������� 7KH� )$3� DQG� )$3�(X��� SRZGHUV� KDYH� EHHQ� SUHSDUHG� XVLQJ� SUHFLSLWDWLRQ� IURP� DTXHRXV VROXWLRQ�� 7KH� DV�SUHSDUHG� SRZGHUV�ZHUH� FRPSDFWHG� LQWR� WDEOHWV� DW� ����03D�DQG� VLQWHUHG� LQ R[\JHQ�DWPRVSKHUH�DW����Ü�����&��;5'�DQDO\VLV�KDV�VKRZQ�WKDW�ZLWKLQ�WKH�ZKROH�UDQJH�RI VLQWHULQJ�WHPSHUDWXUH��WKH�VDPSOHV�FRQWDLQ�FU\VWDOOLQH�IOXRUDSDWLWH�DORQJ�ZLWK�D�VPDOO�DPRXQW RI�DPRUSKRXV�SKDVH��ZKLFK�GHFUHDVHV�DV� WKH�VLQWHULQJ�WHPSHUDWXUH�ULVHV��7KH�VLQWHULQJ�WHP� SHUDWXUH�HOHYDWLRQ�UHVXOWV�LQ�H[WHQVLRQ�RI�WKH�FRKHUHQW�VFDWWHULQJ�DUHD�VL]H��/� ����WR����QP�� 7KH�)$3�(X���FHUDPLFV�GHQVLW\�DWWDLQV���������DW��VLQW� ������&�DQG�GHFUHDVHV�DERYH�WKDWYDOXH��$V�WKH�WHPSHUDWXUH�LQFUHDVHV��WKH�DYHUDJH�JUDLQ�VL]H�JURZV�IURP���WR����PP�DQG�WKH SRURVLW\� GHFUHDVHV�� 7KH� SKRWROXPLQHVFHQFH� HIILFLHQF\� RI� (X��� LQ� WKH� )$3� VWUXFWXUH� LV PD[LPXP�IRU�FHUDPLFV�VLQWHUHG�DW������&� �º¯º�}Ò�Á�º¯È¹È�Ò�È�}Èã �Ò«��nk���Ò�nk��(X���¹ºã��ËÓ©�äË�º�ºä�º°ÈÎ�ËÓÒ«�ÒÏ mº�Ó©²� ¯È°�mº¯ºm�� vmËÎ˹¯Ò�º�ºmãËÓÓ©Ë� ¹º¯º�}Ò� }ºä¹È}�Ò¯ºmÈãÒ° � m� �È­ãË�}Ò� ¹¯Ò ���� l�È� Ò� °¹Ë}ÈãÒ° � m� È�亰Á˯Ë� }Ұ㺯º�È� m� �ÒȹÈϺÓË� �Ëä¹Ë¯È��¯� �VLQW� ����Ü�����&���º��ÈÓÓ©ä�;5'��mº�m°Ëä��ÒȹÈϺÓË��Ëä¹Ë¯È��¯©�°¹Ë}ÈÓÒ«�Óȯ«���°�}¯Ò°�Èã� ãÒ�˰}º®�ÁÈϺ®�nk��� ¹¯Ò°��°�m�Ë�� ÓË­ºã �ºË� }ºãÒ�˰�mº� È亯ÁÓº®�ÁÈÏ©�� }º�º¯ºË� ° ¯º°�ºä��Ëä¹Ë¯È��¯©�°¹Ë}ÈÓÒ«��äËÓ �ÈË�°«��v�¯º°�ºä��Ëä¹Ë¯È��¯©��mËãÒ�ÒmÈË�°«�¯ÈÏä˯ º­ãȰ�Ë®�}º�˯ËÓ�Óº�º�¯È°°Ë«ÓÒ«��/� ���Ü���Óä����ãº�Óº°� �}˯ÈäÒ}Ò�nk��(X����º°�Ò�È� Ë����������¹¯Ò��VLQW� ������&� �Ò�m©�Ë�ª�º�º�ÏÓÈ�ËÓÒ«�°ÓÒÎÈË�°«��v��mËãÒ�ËÓÒËä��VLQW°¯Ë�ÓÒ®�¯ÈÏä˯�Ï˯ËÓ�¯È°�Ë��º�����º����ä}ä�Ò�°ÓÒÎÈË�°«�¹º¯Ò°�º°� ��{©²º��Áº�ºã äÒÓË� °�ËÓ�ÒÒ�(X���m�°�¯�}��¯Ë�nk��äÈ}°ÒäÈãËÓ��ã«�}˯ÈäÒ}Ò��°¹Ë�ËÓÓº®�¹¯Ò������&� 5HFHQWO\�� WKH� FHUDPLFV� RQ� WKH� EDVLV� RI DSDWLWH�OLNH� PDWHULDOV� LV� XQGHU� LQWHQVH� LQ� YHVWLJDWLRQ� >�Ü�@�� 6XFK� PDWHULDOV� DUH� XVHG VXFFHVVIXOO\� LQ� SURVWKHWLFV� DQG� LPSODQW PDQXIDFWXULQJ� GXH� WR� WKHLU� XQLTXH� SURSHU� WLHV� VXFK� DV� ELRFRPSDWLELOLW\�� ELRDFWLYLW\� LRQ�H[FKDQJH�DELOLW\��HWF��>����Ü��@��7KH�K\� GUR[\DSDWLWH�&D���32���2+���+$3��FHUDPLFVRI� YDULRXV� SRURVLW\� LV� XVHG� ZLGHO\� DV� ERQH ILOOHUV� DQG� ERQH� VXEVWLWXWHV�� 7KH� FRPSDFW FHUDPLFV� RQ� WKH� EDVLV� RI� QDQRFU\VWDOOLQH +$3� DQG� IOXRUR� VXEVWLWXWHG�+$3� SUHSDUHG E\� VROLG� SKDVH� PHWKRG� KDV� EHHQ� VWXGLHG� LQ >������@��7KH�VWUXFWXUH�DQG�PRUSKRORJ\�SUR� SRVHG� E\� WKH� DXWKRUV� ZDV� VKRZQ� WR� EH� WKH PRVW� DFFHSWDEOH� LQ� ERQH� UHJHQHUDWLRQ�� 7KH VWUXFWXUH�DQDORJ�RI�FDOFLXP�K\GUR[\DSDWLWH� QDPHO\�� IOXRURDSDWLWH� &D���32���)�� �)$3�DV� ZHOO� DV� RWKHU� KDORJHQ�SKRVSKDWHV� DFWL� YDWHG�ZLWK�UDUH�HDUWK�LRQV�DUH�RI�JRRG�SURV� SHFWV� LQ� PDQXIDFWXULQJ� RI� FU\VWDO� OXPLQR� SKRUV��OLJKW�FRQYHUWLQJ�FRDWLQJV��89�SURWHFW� LQJ�FRDWLQJV��ODVHU�PDWHULDOV��HWF��>������@� 8QOLNH�WKH�+$3�FHUDPLFV��WKH�)$3�RQH�LV VWLOO� LQYHVWLJDWHG�LQVXIILFLHQWO\��,Q�>������@� WKH� )$3� FHUDPLFV� KDV� EHHQ� REWDLQHG� LQ DUJRQ�DQG�R[\JHQ�DWPRVSKHUH��7KH�IOXRURD� SDWLWH�SKDVH�KDV�EHHQ�VKRZQ�WR�EH�VWDEOH�XS WR� �����&�� 7KH� DUJRQ� DWPRVSKHUH� SURYLGHV WKH� PDLQWDLQLQJ� RI� FRQVWDQW� GHQVLW\� DW )XQFWLRQDO�0DWHULDOV�����1R��������� �������Û�,QVWLWXWH�IRU�6LQJOH�&U\VWDOV )XQFWLRQDO�PDWHULDOV������������� ��� KLJKHU� WHPSHUDWXUHV� WKDQ� LQ� WKH� FHUDPLFV V\QWKHVL]HG� XQGHU� R[\JHQ�� 7KH� VWURQWLXP VXEVWLWXWHG� JODVV� FHUDPLFV� RI� FDOFLXP IOXRURDSDWLWH�IRU�PHGLFDO�SXUSRVHV�KDV�EHHQ SUHSDUHG� LQ� >��@�� 7KH� DXWKRUV� KDYH� VKRZQ WKDW� VWURQWLXP� LQWURGXFWLRQ� LQWR� WKH� &D� )$3� VWUXFWXUH� HIIHFWV� LQVLJQLILFDQWO\� WKH VWUXFWXUH�� QXFOHDWLRQ� DQG� FU\VWDOOL]DWLRQ SURFHVVHV� RI� WKH� JODVV� FHUDPLFV�� ,QWURGXF� WLRQ� RI� PDJQHVLXP� LRQV� LQWR� FDOFLXP IOXRURDSDWLWH�FHUDPLFV�FDXVHV�FKDQJHV�LQ�WKH FHUDPLFV� FU\VWDOOLQLW\� DQG� PRUSKRORJ\� DQG DSSHDUDQFH� RI� DGGLWLRQDO� 0J�)�32��� SKDVHDW�HOHYDWHG�WHPSHUDWXUHV�>��@��,Q�FRQQHFWLRQ ZLWK� GHYHORSPHQW� RI� QRYHO� OXPLQHVFHQW� FH� UDPLF�PDWHULDOV��RI�LPSRUWDQFH�LV�WKH�VHDUFK IRU� DSSURSULDWH� PDWULFHV�� RSWLPL]DWLRQ� RI WKH�V\QWKHVLV�FRQGLWLRQV��DQG�VWXGLHV�RI�WKH FHUDPLFV�SURSHUWLHV�EHLQJ�RI�LQWHUHVW�IRU�SR� WHQWLDO� WHFKQLFDO� DSSOLFDWLRQV�� 7KXV�� WKH SXUSRVH� RI� WKLV� ZRUN� LV� WR� V\QWKHVL]H� DQG VWXG\�WKH�FHUDPLFV�RQ�WKH�EDVLV�RI�SRO\FU\V� WDOOLQH� )$3� DQG� )$3� DFWLYDWHG� ZLWK� HXUR� SLXP�LRQV� 7KH� LQLWLDO� SRZGHUV� SUHFLSLWDWHV� RI� )$3 DQG�)$3�DFWLYDWHG�ZLWK� WULYDOHQW�HXURSLXP LRQV�ZHUH�REWDLQHG�E\�HDUO\�GHVFULEHG�SURFH� GXUH�>�����@���7KH�)$3�DQG�)$3�(X���SRZ� GHUV�ZHUH�VLQWHUHG�LQ�R[\JHQ�DWPRVSKHUH�DW WHPSHUDWXUHV� UDQJLQJ� IURP� ���� WR� �����&� 7KH�SRZGHUV�WR�EH�VLQWHUHG�ZHUH�FRPSDFWHG SUHYLRXVO\� XQGHU� ���� 03D� LQWR� WDEOHWV ����PP� WKLFN� WDEOHWV� RI� ����PP�GLDPHWHU� 7KH� SKDVH� FRPSRVLWLRQ� RI� WKH� VDPSOHV� RE� WDLQHG�ZDV�VWXGLHG�XVLQJ�;5'��'521����)H .D�HPLVVLRQ��O� ���������c�� WKH�VFDQ�DQJOHUDQJH��T���Ü������7KH�VL]H�RI�FRKHUHQW�VFDW� WHULQJ�DUHD�LQ�WKH�VLQWHUHG�VDPSOHV�ZDV�FDO� FXODWHG�IURP�WKH�;5'�OLQH�KDOI�ZLGWK�XVLQJ WKH� 6HO\DNRY�6FKHUUHU� HTXDWLRQ�� 7KH�PLFUR� VWUXFWXUH�FKDUDFWHULVWLFV�RI�WKH�VDPSOHV�ZDV VWXGLHG� XVLQJ� D� -60����� VFDQQLQJ� HOHFWURQ PLFURVFRSH�HTXLSSHG�ZLWK�WKH�PLFURDQDO\VLV V\VWHP��7KH�OXPLQHVFHQFH�DQG�LWV�H[FLWDWLRQ VSHFWUD� ZHUH� UHFRUGHG� XVLQJ� DQ� DXWRPDWHG 6'/���VHWXS��/202��6W��3HWHUVEXUJ�� $FFRUGLQJ�WR�WKH�HOHPHQWDO�DQDO\VLV�GDWD� WKH� UDWLRV� RI� PDLQ� FRPSRQHQWV� LQ� WKH� )$3 DQG� )$3�(X��� FHUDPLFV� DPRXQWHG� DV� IRO� ORZV�� &D�3�� ���� WR� ����� &D�)�� ���� WR� ���� WKDW�LV�FORVH�WR�WKH�)$3�VWRLFKLRPHWU\��7KH HXURSLXP�FRQFHQWUDWLRQ�ZDV��r��DW�����7KH ;5'� DQDO\VLV� KDV� VKRZQ� WKDW� ZKHQ� HXUR� SLXP�LRQV�DUH�HQWHUHG�WKH�)$3�VWUXFWXUH�LQ DQ�DPRXQW�XS�WR���DW����WKH�;5'�SDWWHUQV FRQWDLQ� D� VHW� RI� PDLQ� UHIOHFWLRQV� FRUUH� VSRQGLQJ� WR�)$3��$ERYH� WKDW�YDOXH��D� WZR� FRPSRQHQW� V\VWHP� LV� IRUPHG� FRQVLVWLQJ� RI )$3� DQG� (X32��� 7KDW� LV� ZK\� WKH� IXUWKHU VWXGLHV�ZHUH�FDUULHG�RXW�XVLQJ�FHUDPLFV�FRQ� WDLQLQJ���DW����(X� )LJ���� SUHVHQWV� WKH� ;3$� UHVXOWV� IRU )$3�(X��� FHUDPLFV� VLQWHUHG� LQ� R[\JHQ� DW� PRVSKHUH�� 7KH� ;5'� SDWWHUQV� IRU� VDPSOHV REWDLQHG� ZLWKLQ� WKH� ZKROH� VLQWHULQJ� WHP� SHUDWXUH�UDQJH�FRQWDLQ�D�VHW�RI�PDLQ�UHIOHF� WLRQV� FRUUHVSRQGLQJ� WR� )$3� FU\VWDO� ODWWLFH� 7KH� UHIOHFWLRQV� DUH� QDUURZ� HQRXJK�� WKXV HYLGHQFLQJ� WKH� SUHVHQFH� RI� ODUJH� FU\VWDO� OLWHV��6LQFH�LW�LV�YHU\�GLIILFXOW�WR�REWDLQ�WKH VWRLFKLRPHWULF� )$3� �&D�3� �������� WKH� IRU� PDWLRQ� RI� DGGLWLRQDO� LPSXULW\� SKDVHV�� VXFK DV�&D2��&D)���HWF���LV�TXLWH�SRVVLEOH��,W�KDVEHHQ� VKRZQ� >��@� WKDW� WKH� VLQWHULQJ� RI� QRQ� DFWLYDWHG�FDOFLXP�IOXRURDSDWLWH�LQ�DUJRQ�DW� PRVSKHUH� DERYH� �����&� FDXVHV� WKH� DSSHDU� DQFH� RI� DGGLWLRQDO� &D2� SKDVH� �GXH� WR� K\� GURO\VLV� RI�&D)�� LPSXULW\� SKDVH��� WKH�&D2DPRXQW� LQFUHDVLQJ� DV� WKH� WHPSHUDWXUH� LV HOHYDWHG�� $W� )$3�(X��� SRZGHU� VLQWHULQJ XQGHU� R[\JHQ� DWPRVSKHUH�� WKH� DEVHQFH� RI &D2� SKDVH� LV� GXH� WR� LWV� GLVVROXWLRQ� LQ� WKH OLTXLG� SKDVH� FRUUHVSRQGLQJ� WR� WKH� )$3�LP� SXULW\�HXWHFWLFV��LQ�SDUWLFXODU��ZLWK�IOXRULWH DV�WKH�LPSXULW\�SKDVH� 1R� DGGLWLRQDO� SKDVHV� KDYH� EHHQ� UHYHDOHG LQ� GLIIUDFWLRQ� SDWWHUQ� RI� FHUDPLFV� REWDLQHG LQ�RXU�H[SHULPHQWV��7KH�VDPSOHV�VLQWHUHG�DW ORZ� WHPSHUDWXUHV� FRQVLVW� RI� DPRUSKRXV SKDVH� WKDW� LV� LQGLFDWHG� E\� D� ZLGH� KDOR� DW VPDOO�DQJOHV��7KH�DPRUSKRXV�SKDVH�DPRXQW GHFUHDVHV�DV�WKH�WHPSHUDWXUH�ULVHV��,Q�SDUDO� OHO�� WKH� DPRXQW� RI� FU\VWDOOLQH� FDOFLXP�)$3 LQFUHDVHV�� DV� LV� HYLGHQFHG� E\� LQFUHDVLQJ� LQ� WHQVLW\� RI�GLIIUDFWLRQ� OLQHV��7KH�GLIIUDFWLRQ SDWWHUQ� IRU� VDPSOHV� VLQWHUHG� DW� ����� DQG �����&�FRQWDLQ� WKH�UHIOHFWLRQ�VHW�RI�WKH�HV� VHQWLDOO\�VLQJOH�SKDVH�)$3��7DEOH���VXPPD� UL]HV� WKH� ;3$� UHVXOWV� RI� )$3�(X��� FHUDP� LFV��7KH�)$3�ODWWLFH�SDUDPHWHUV��ERWK�D�DQG F� RQHV�� DUH� VHHQ� WR� EH� HVVHQWLDOO\� FRQVWDQW �WKH� FKDQJHV� DUH� ZLWKLQ� WKH� FDOFXODWLRQ )LJ����� ;5'� SDWWHUQ� IRU� )$3�(X��� FHUDPLFV VLQWHUHG�DW������&� 1�9�%DED\HYVND\D�HW�DO����/XPLQHVFHQW�FHUDPLFV�EDVHG���� ��� )XQFWLRQDO�PDWHULDOV������������� HUURU��ZLWKLQ� WKH�ZKROH� WHPSHUDWXUH� UDQJH� +RZHYHU�� WKH� FRKHUHQW� VFDWWHU� DUH� VL]H� �/� JURZV�DV�WKH�VLQWHULQJ�WHPSHUDWXUH�ULVHV� )LJ���� SUHVHQWV� WKH� GHSHQGHQFH� RI� WKH )$3�(X���FHUDPLFV�GHQVLW\�RQ�WKH�VLQWHULQJ WHPSHUDWXUH�� 7KH� GHQVLW\� DQG� SRURVLW\� RI WKH� VDPSOHV� ZHUH� GHWHUPLQHG� XVLQJ� K\GUR� VWDWLF� ZHLJKLQJ�� 7KH� GHQVLW\� DQG� SRURVLW\ GDWD� DUH� VXPPDUL]HG� LQ� 7DEOH���� ,W� LV� VHHQ IURP�WKH�)LJ����DQG�7DEOH���WKDW�KH�GHQVLW\ LQFUHDVHV� ZLWK� WKH� VLQWHULQJ� WHPSHUDWXUH DQG� DWWDLQV� D� PD[LPXP� DW� �����&�� $ERYH WKDW�WHPSHUDWXUH��WKH�JUDLQ�JURZWK�EHFRPHV VXEVWDQWLDO�DQG�IDYRUV�WKH�LQWHUJUDQXODU�SR� URVLW\� WKDW� LV� UHVSRQVLEOH� IRU� WKH� GHQVLW\ GHFUHDVH�� 7KH� FHUDPLFV� SRURVLW\� GHFUHDVHV� DV WKH�GHQVLW\� LQFUHDVHV��7KH�PLQLPXP�SRURVLW\ YDOXH� RI� ������ LV� DWWDLQHG� DW� WKH�PD[LPXP GHQVLW\�U� ���������RI�WKHRUHWLFDO�YDOXH� 7KH�PRUSKRORJ\�RI�WKH�FHUDPLFV�REWDLQHG ZDV�VWXGLHG�E\�VFDQQLQJ�HOHFWURQ�PLFURVFRS\� 7KH�LPDJHV�DUH�VKRZQ�LQ�)LJV����DQG����,W� LV VHHQ� IURP� )LJ���� �D�� E�� WKDW� WKH� JUDLQ� VL]H LQFUHDVHV� IURP��� WR����PP�DV� WKH� VLQWHULQJ WHPSHUDWXUH�ULVHV��7KH�SRURVLW\�LV�PLQLPXP LQ� ERWK� QRQ�DFWLYDWHG� DQG� DFWLYDWHG� FHUDP� LFV�VLQWHUHG�DW������&� 'XH�WR�VSHFLILF�IHDWXUHV�RI�WKH�)$3�FU\V� WDO� VWUXFWXUH�� WKH� FKDUJH� FRPSHQVDWLRQ� DW WKH� LQWURGXFWLRQ� RI� KHWHURYDOHQW� (X��� LRQV �U�(X���� ������c�� U�&D���� ������c� >��@�� PD\� SURFHHG� DFFRUGLQJ� WR� YDULRXV� PHFKD� QLVPV�� LQ� DFFRUGDQFH� ZLWK� WKH� *ROGVFKPLGW UXOH� DQG� LQ� DJUHHPHQW� ZLWK� >��@�� ,Q� WKH &D�,��SRVLWLRQ�ZKHUH�WKH�FDOFLXP�LRQ� LV�VXU� URXQGHG� ZLWK� �� R[\JHQ� DWRPV�� WZR� FKDUJH FRPSHQVDWLRQ�PHFKDQLVPV�DUH�SRVVLEOH� �&D���o��5(�����1D��.���DQG �&D���o��5(�����9&D��9&D� EHLQJ� FDOFLXP� YDFDQF\��� 7KH� YDFDQF\PD\� EH� SRVLWLRQHG� LQ� YDULRXV� FU\VWDO� )LJ�����'HSHQGHQFH� RI� UHODWLYH�GHQVLW\� RI� FH� UDPLF�VDPSOHV�RQ�WKH�VLQWHULQJ�WHPSHUDWXUH� )LJ�����0RUSKRORJ\�RI�QRQ�DFWLYDWHG�)$3�VDPSOHV��DV�SUHSDUHG�)$3��D��DQG�)$3�VLQWHUHG�DW������&��E�� 7DEOH���� 6XPPDUL]HG� GHQVLW\� DQG� SRURVLW\ GDWD�IRU�)$3�(X���FHUDPLFV &HUDPLFV 7VLQW���& UDEV��� UUHO��� 3�SRURVLW\�� �� )$3�(X�� � ���� ����� ���� )$3�(X�� ��� ���� ����� ���� )$3�(X�� ���� ���� ����� ��� )$3�(X�� ���� ���� ����� ���� 7DEOH���� 6XPPDUL]HG� ;3$� GDWD� IRU )$3�(X���FHUDPLFV &HUDPLFV 7VLQWHU���& ;5'�DQDO\VLV Dr������c F��c /��QP )$3�(X�� � ���� ���� �� )$3�(X�� ��� ���� ���� �� )$3�(X�� ���� ���� ���� ���� )$3�(X�� ���� ���� ���� ���� )$3�(X�� ���� ���� ���� �� 1�9�%DED\HYVND\D�HW�DO����/XPLQHVFHQW�FHUDPLFV�EDVHG���� )XQFWLRQDO�PDWHULDOV������������� ��� ORJUDSKLF� SRVLWLRQV� ZLWK� UHVSHFW� WR� HXUR� SLXP� LRQ�� 7KH� ILUVW�PHFKDQLVP� LV� WKH� OHDVW SUREDEOH��VLQFH�WKH�SRWDVVLXP�LRQ�UDGLXV�H[� FHHG� FRQVLGHUDEO\� WKDW� RI� FDOFLXP� �U�.��� �����c�� U�&D���� ������c��� 7KH� SUHVHQFH� RI SRWDVVLXP� DQG� VRGLXP� LRQV� LV� GXH� WR� WKH LPSXULWLHV� LQ� WKH� LQLWLDO� FRPSRQHQWV�� 7KLV PHFKDQLVP�LV�PRVW�RIWHQ�GHVFULEHG�LQ�OLWHUD� WXUH�ZKHUH�1D��RU�.��LV�LQWURGXFHG�LQWR�WKH )$3�VWUXFWXUH�DORQJ�ZLWK�D�GLYDOHQW�FDWLRQ� WKXV� FRPSHQVDWLQJ� WULYDOHQW� 5(� LRQ� >��@� 7KH�VHFRQG�PHFKDQLVP�LV�PRUH�SUREDEOH�IRU RXU� V\VWHPV� DQG� VXSSRVHV� WKH� SUHVHQFH� RI GHIHFWV�� LQ� SDUWLFXODU�� FDOFLXP�YDFDQF\� IRU� PDWLRQ��,W�WKH�&D�,,��SRVLWLRQ��FDOFLXP�LRQ�LV VXUURXQGHG�ZLWK���R[\JHQ�DWRPV�WKDW�IRUP WKH�SKRVSKDWH�WHWUDKHGURQV��+HUH��WKH�FU\V� WDO� ILHOG� LV�GHIRUPHG�GXH� WR� VXEVWLWXWLRQ�RI IOXRULQH� LRQ� IRU�R[\JHQ�RQH�DQG� WKH�FKDUJH FRPSHQVDWLRQ�VXSSRVHV�WKH�VFKHPH� &D�����)±�o�5(�����2�±� :KHQ� VWXG\LQJ� WKH� GHSHQGHQFH� RI� (X�� OXPLQHVFHQFH�LQWHJUDO�LQWHQVLW\�RQ�HXURSLXP FRQFHQWUDWLRQ�LQ�WKH�)$3�PDWUL[��D�SHDN�RI OXPLQHVFHQFH�\LHOG�ZDV�REVHUYHG�LQ�WKH�DFWL� YDWRU�FRQFHQWUDWLRQ�UDQJH�RI�����WR���DW���� ,Q�RXU�RSLQLRQ��WKDW�GHSHQGHQFH�LV�GXH�WR�D VWURQJ� FRQFHQWUDWLRQ� TXHQFKLQJ� RI�(X��� OX� PLQHVFHQFH�LQ�WKH�IOXRURDSDWLWH�PDWUL[� 7KH� OXPLQHVFHQFH� VSHFWUXP� RI� )$3�(X�� �&(X� ��� DW� ���� �)LJ����� FRQWDLQV� IRXU�PRVW )LJ����� 0RUSKRORJ\� DQG� SRURVLW\� GLVWULEXWLRQ� RI� )$3�(X��� FHUDPLF� VDPSOHV� VLQWHUHG� LQ� R[\JHQ DWPRVSKHUH�DW�WHPSHUDWXUHV���&������D��������E���������F���������G���������H�� 1�9�%DED\HYVND\D�HW�DO����/XPLQHVFHQW�FHUDPLFV�EDVHG���� ��� )XQFWLRQDO�PDWHULDOV������������� LQWHQVH�JURXSV�RI�OLQHV�ZLWK�PD[LPD�DW����� ����� ����� DQG� ���� QP�� FRUUHVSRQGLQJ� WR PDLQ� WUDQVLWLRQV� �'��o��)��� �'��o��)���'��o��)��DQG��'��o��)��RI�WULYDOHQW�HXUR�SLXP� H[FLWHG� DW� ���� QP�� 7KH� EDQGV� FRUUH� VSRQGLQJ�WR�WKH�PDJQHWR�GLSROH���'��o��)��DQG� HOHFWULF�GLSROH� �VXSHUVHQVLWLYH� �'��o��)�� WUDQVLWLRQV� SUHGRPLQDWH�� 7KHUHODWLYHO\�ORZ�LQWHQVLW\�RI��'��o���)��WUDQ�VLWLRQ�DV�FRPSDUHG�WR�WKH��'��o��)��RQH�DVZHOO� DV� WKH� WRWDO� QXPEHU� RI� EDQGV� LQ� WKH VSHFWUXP� HYLGHQFH� WKDW� (X��� LRQV� LQ� WKH VWUXFWXUH�RI�DOO�WKH�VWXGLHG�FHUDPLF�VDPSOHV DUH�ORFDOL]HG�SUHGRPLQDQWO\�LQ�WKH�ORZ�V\P� PHWU\�&D�,,��SRVLWLRQ�ZLWK�WKH�ORFDO�&V�V\P�PHWU\��7KH�PD[LPXP�LQWHQVLW\�RI�HXURSLXP OXPLQHVFHQFH�LV�REVHUYHG�LQ�WKH�VDPSOHV�VLQ� WHUHG� DW� �����&�� 7KH� FRUUHODWLRQ� EHWZHHQ WKH�OXPLQHVFHQFH�LQWHQVLW\�DQG�WKH�VLQWHULQJ WHPSHUDWXUH� LV� VKRZQ� VFKHPDWLFDOO\� LQ� WKH LQVHW�WR�)LJ���� 7KXV�� ZH� KDYH� REWDLQHG� OXPLQHVFHQW� FH� UDPLFV�RQ�WKH�EDVLV�RI�FDOFLXP�IOXRURDSDWLWH DFWLYDWHG� ZLWK� HXURSLXP� LRQV�� ,W� KDV� EHHQ VKRZQ� WKDW� HXURSLXP� RFFXSLHV� SUHGRPL� QDQWO\�WKH�&D�,,��SRVLWLRQ�LQ�WKH�)$3�FU\VWDO ODWWLFH��7KH�OXPLQHVFHQFH�LQWHQVLW\�LQFUHDVHV VKDUSO\�LQ�WKH�DFWLYDWRU�FRQFHQWUDWLRQ�UDQJH RI� ���� WR��� DW�����7KH� OXPLQHVFHQFH� LQWHQ� VLW\� GHFUHDVH� DW� D� IXUWKHU� LQFUHDVH� RI� WKH DFWLYDWRU�FRQFHQWUDWLRQ�LV�GXH�WR�FRQFHQWUD� WLRQ�TXHQFKLQJ�RI�(X��� OXPLQHVFHQFH� LQ�WKH )$3� PDWUL[�� 7KH� RSWLPXP� VLQWHULQJ� WHP� SHUDWXUH�SURYLGLQJ� WKH�PD[LPXP�(X���SKR� WROXPLQHVFHQFH� \LHOG� LQ� WKH� )$3� VWUXFWXUH KDV�EHHQ�HVWDEOLVKHG�WR�EH������&� $FNQRZOHGJPHQWV�� 2QH� RI� WKH� DXWKRUV �1�%DED\HYVND\D�� DUH� JUDWHIXO� WR� 'UV� $�.U\]KDQRYVN\D� DQG�<X�6DYLQ� IRU� KHOSIXO GLVFXVVLRQV� 5HIHUHQFHV � ���3�/D\UROOH�� $�/HEXJOH�� &KHP��0DWHU��� ��� ��� ������� � ���6]�&K�/LRX�� 6�<�&KHQ�� '�0�/LX�� -��%LRPHG�� 0DWHU��5HV��3DUW� %�$SSO��%LRPDWHU��� ���� ��� ������� � ���0�0LUVDQHK�� ,�0�5HDQH\�� 3�9�+DWWRQ� 3�)�-DPHV��-��$P��&HUDP��6RF������������������ � ���*�5RVHQPDQ��'�$URQRY��/�2VWHU�HW�DO���-��/X� PLQHVFHQFH�����Ü����������������� � ���6�+�5KHH��-��$P��&HUDP��6RF������������������ � ���6�6DULJ��)�.DKDQD��-��&U\VW��*URZWK�����Ü���� ����������� � ���(�,�6XYRURYD��9�9�.OHFKNRYVND\D��9�)�.RPD� URY�HW�DO���.ULVWDOORJUDILD����������������� � ���+�:�.LP�� /�+�/L�� <�+�.RK� HW� DO��� -��$P� &HUDP��6RF������������������� � ���(�-�/HH�� +�:�.LP�� +�(�.LP�� -��$P��&HUDP� 6RF�������������������� ����+�0�5RRWDUH��-�0�3RZHUV��5�*�*UDJ��-��'HQW� 5HV������������������ ����-�+�&KDQJ�� 0�(�3DUN�� <�6KLQ� HW� DO��� -��0DW� &KHP������������������ ����%�9LVZDQDWK�� 1�5DYLVKDQNDU��1DQRWHFKQRORJ\�� ������������� ����5�5DPHVK�� 5�-DJDQQDWKDQ�� -��3K\V��&KHP�� ������������������ ����6�/LX�� =K�;LX��;�;X� HW� DO���0DWHU��/HWW��� ��� ������������ ����)�%�$\HG�� -�%RXD]L]�� .�%RX]RXLWD�� -��$OOR\V &RPS������������������� ����)�%�$\HG�� -�%RXD]L]�� .�%RX]RXLWD�� -��(XU� &HUDP��6RF������������������� ����5�*�+LOO�� $�6WDPERXOLV�� 5�9�/DZ� HW� DO��� -� 1RQ�&U\VWDOO��6RO������������������� ����0�+LGRXUL��.�%RX]RXLWD��)�.RROL��,�.KDWWHFK� 0DWHU��&KHP��DQG�3K\V������������������ ����1�9�%DED\HYVND\D��<X�1�6DYLQ��$�9��7ROPDFKHY� )XQFWLRQDO�0DWHULDOV����������������� ����1�9�%DED\HYVND\D��<X�1�6DYLQ��$�9��7ROPDFKHY� ,QRUJDQLF�0DWHULDOV����������������� ����<X�/XU\H�� 5HIHUHQFH� %RRN� RQ� $QDO\WLFDO &KHPLVWU\��.KLPL\D��0RVFRZ�������� >LQ�5XV� VLDQ@�� ����0�.DUERZLDN��6�+XEHUW��-��$OOR\V�&RPS������� ���������� ���� 0�7RXPL�� /�6PLUL�'RJJX\�� $�%XORX�� -��6RO� 6WDWH�&KHP�������������������� )LJ�����/XPLQHVFHQFH�VSHFWUD�RI�)$3�(X���FH� UDPLFV�VLQWHUHG�LQ�R[\JHQ�DWPRVSKHUH�DW�WHP� SHUDWXUHV���&��������������������������������� �������������� 1�9�%DED\HYVND\D�HW�DO����/XPLQHVFHQW�FHUDPLFV�EDVHG���� )XQFWLRQDO�PDWHULDOV������������� ��� � äLÓ˰�ËÓ�ÓÈ�}˯ÈäL}È�ÓÈ�º°ÓºmL�Á�º¯È¹È�Ò��}Èã �L �&D���32���)��(X��s�{�rȭȼm° }È�����{�lÈ�Ë®�ËÓ}º������iË®ÓË}È��~�,�zºã�¹È¼mÈ �º¯º�}Ò�Á�º¯È¹È�Ò���}Èã �L ��nk����È�nk��(X���º�¯ÒäÈÓº�äË�º�ºä�º°È�ÎËÓÓ«�Ï mº�ÓÒ²�¯ºÏ�ÒÓLm��vm�κ¹¯Ò�º�ºmãËÓ��¹º¯º�}Ò�}ºä¹È}��mÈãÒ° ����È­ãË�}Ò�¹¯Ò�����l�È �È�°¹L}ÈãÒ°«���È�亰Á˯L�}Ò°Ó ����LȹÈϺÓL��Ëä¹Ë¯È��¯��VLQW� ����Ü�����&��~È��ÈÓÒäÒ;5'����m° ºä���LȹÈϺÓL��Ëä¹Ë¯È��¯�°¹L}ÈÓÓ«�¹º¯«��Ï�}¯Ò°�ÈãL�Óº �ÁÈϺ �nk��¹¯Ò� °��Ó«� ÓËmËãÒ}È� }Lã }L°� � È亯ÁÓº�� ÁÈÏÒ�� «}È� Ï� ¯º°�ºä� �Ëä¹Ë¯È��¯Ò� °¹L}ÈÓÓ«� ÏäËÓ� ��¼� °«�� ~� ¯º°�ºä� �Ëä¹Ë¯È��¯Ò� °¹L}ÈÓÓ«� Ï­Lã ��¼� °«� ¯ºÏäL¯� º­ãȰ�Ë®� }º�˯ËÓ�Óº�º ¯ºÏ°L mÈÓÓ«� �/� ���Ü���Óä�����°�ÒÓÈ�}˯ÈäL}Ò�nk��(X����º°«�ȼ���������¹¯Ò��VLQW� �����&�L�mÒ�Ë�� º�º�ÏÓÈ�ËÓÓ«�ÏÓÒÎ�¼� °«��~L�Ï­Lã �ËÓÓ«ä��VLQW�°Ë¯Ë�ÓL®�¯ºÏäL¯�Ï˯ËÓϯº°�ȼ� mL�� �� �º� ��� ä}ä� �È� ¹º¯Ò°�L°� � ÏÓÒÎ�¼� °«�� {Ò²L�� Áº�ºã äLÓ˰�ËÓ�L�� (X��� � °�¯�}��¯L�nk��¼�äÈ}°ÒäÈã ÓÒä��ã«�}˯ÈäL}Ò��°¹Ë�ËÓº��¹¯Ò������&� 1�9�%DED\HYVND\D�HW�DO����/XPLQHVFHQW�FHUDPLFV�EDVHG���� ��� )XQFWLRQDO�PDWHULDOV�������������