Статья

Название статьи ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ СИСТЕМЫ CASNO3:YB3+,ER3+,TM3+ ПРИ ВОЗБУЖДЕНИИ ИСТОЧНИКОМ ИК-ИЗЛУЧЕНИЯ
Автор У.А. Марьина, В.А. Воробьев, А.П. Марьин
Рубрика РАЗДЕЛ V. НАНОТЕХНОЛОГИИ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Месяц, год 06, 2017
Индекс УДК 535.37:546.65
DOI
Аннотация Синтезированы серии опытных образцов люминофора на основе станната кальция, активированного тремя ионами редкоземельных элементов Yb3+, Er3+, Tm3+. Описаны основные методы исследования экспериментальных образцов. Полученные соединения имеют орторомбическую кристаллическую решетку, родственную минералу «перовскит». Средний размер кристаллитов составил 32,9 мкм. При возбуждении порошков лазерным диодом с длиной волны 960 нм обнаружена люминесценция в видимой и ИК-областях спектра. Исследована концентрационная зависимость интенсивности люминесценции исследуемой системы в полосах 994, 1550, 1780 нм от концентрации ионов тулия. Установлено, что с ростом концентрации ионов тулия в составе люминофора интенсивность люминесценции в полосах, соответствующих ионам иттербия (996 нм) и эрбия (1550 нм) снижается, а интенсивность люминесценции в полосе, соответствующей излучательным переходам в ионах тулия (1780 нм), наоборот, возрастает до некоторого значения. Максимальная интенсивность люминесценции в полосе 1780 нм наблюдается при концентрации ионов Tm3+ 0,003 атомных долей. Описаны энергетические переходы в системе CaSnO3:Yb3+,Er3+,Tm3+ при возбуждении лазером с длиной волны 960 нм, а также механизм передачи энергии между ионами Yb3+, Er3+, Tm3+. Установлено, что ионы Yb3+ в системе CaSnO3:Yb3+,Er3+,Tm3+ ведут себя как сенсибилизаторы, часть поглощенной энергии они передают ионам Er3+ и Tm3+, вызывая усиление люминесценции в соответствующих им полосах. Ионы Er3+ также передают часть поглощенной энергии ионам Tm3+, в результате чего наблюдается усиление интенсивности ИК-люминесценции в полосе 1780 нм. Предложено использовать люминесцентную систему CaSnO3:Yb3+,Er3+,Tm3+ в качестве источников излучения, способных преобразовывать ИК-излучение из области 960 нм в ИК-излучение с длиной волны 1780 нм.

Скачать в PDF

Ключевые слова Люминесценция; инфракрасные (ИК) люминофоры; твердофазный синтез; редкоземельные элементы; станнаты щелочноземельных металлов.
Библиографический список 1. Марьина У.А., Воробьев В.А. Исследование люминесцентных свойств станната кальция CaSnO3, активированного ионами редкоземельных металлов // Вестник СКФУ: научный журнал. – 2016. – № 4 (55). – С. 36-41.
2. Марьина У.А., Марьин А.П., Воробьев В.А. Синтез и исследование люминесцентных свойств CaSnO3:Yb3+,RE3+ (RE=Er, Ho,Tm) // Вестник СКФУ: научный журнал. – 2017.
– № 2 (59). – С. 21-26.
3. Марьина У.А., Воробьев В.А., Марьин А.П. Влияние концентрации примеси Yb и типа плавня на люминесцентные свойства CaSnO3:Yb // Научные исследования и разработки молодых ученых: материалы XIV международной молодежной научно-практической конференции, Новосибирск, 31 октября, 9 ноября 2016 г. / под общ. ред. С.С. Чернова.
– Новосибирск: Изд-во ЦРНС, 2016.
4. Марьина У.А., Воробьев В.А. Особенности синтеза перовскитоподобных структур типа МSnO3 (М=Ba, Sr, Ca) и исследование их люминесцентных свойств // Вестник СКФУ: научный журнал. – 2016. – № 1 (52). – С. 7-13.
5. Zhang W.F., Tang J., Ye J. Photoluminescence and photocatalytic properties of SrSnO3 perovskite // Chemical Physics Letters. – 2006. – Vol. 418. – P. 174-178.
6. Bohnemann J., Libanorib R., Moreirab M.L., Longo E. High-efficient microwave synthesis and characterisation of SrSnO3 // Chemical Engineering Journal. –2009. – No. 155. – P. 905-909.
7. Sim H., Cheong S.W., Kim B.G. Octahedral tilting induced ferroelectricity in ASnO3/BSnO3 superlattice // Materials Science. – 15 May 2013.
8. Gavrilova L.Ya. Methods of synthesis and research of perspective materials: education guidance. – Yekaterinburg: Ural State University of name A.M. Gorky, 2008. – 74 p.
9. Hong L., Eligio C.I., Sommer T.K., Wedel J.K. Strain sensitivity of band gaps of Sn-containing semiconductors // Physical Review. – 2015. – B. 91. – P. 045204 (1–6).
10. Lei B., Li B., Zhang H., Li W. Preparation and luminescence properties of CaSnO3:Sm3+ phosphor emitting in the reddish orange region // Optical Materials. – 2007. – Vol. 29. – P. 1491-1494.
11. Gordo V.O., Arslanli Y.T., Canimoglu A., Ayvacikli M., Gobato Y.G., Henini M., Can N. Visible to infrared low temperature luminescence of Er3+, Nd3+ and Sm3+ in CaSnO3 phosphors // Applied Radiation and Isotopes. – May 2015. – Vol. 99. – P. 69-76.
12. Liu Z., Liu Y. Synthesis and luminescent properties of a new green afterglow phosphor CaSnO3:Tb // Materials Chemistry and Physics. – 2005. – Vol. 93. – P. 129-132.
13. Liang Z., Zhang J., Sun J., Li X. etc. Enhancement of green long lasting phosphorescence in CaSnO3:Tb3+ by addition of alkali ions // Physica B. – 2013. – Vol. 412. – P. 36-40.
14. Zhang J., Chen B., Liang Z., Li X., Sun J., Cheng L., Zhong H. Optical transition and thermal quenching mechanism in CaSnO3:Eu3+ phosphors // Journal of Alloys and Compounds.
– 5 November 2014. – Vol. 612. – P. 204-209.
15. Castelli I.E., Olsen T., Datta S., Landis D.D., Dahl S., Thygesen K.S., Jacobsen K.W. Compu-tational Screening of Perovskite Metal Oxides for Optimal Solar Light Capture // Energy and Environmental Science. – 2012. – Issue. 2. –Vol. 5. – P. 5814-5819.
16. Henriques J.M., Caetano E.W.S., Freire V.N., J.A.P. da Costa, Albuquerque E.L. Structural, electronic, and optical absorption properties of orthorhombic CaSnO3 through ab initio calcu-lations // Journal of physics: Condensed. Matter. – 2007. – Vol. 19. – P. 106214 (1–9).
17. Protasov N.M. Structural modeling of complex oxides with structure of a perovskite in partially covalent approach. – Moscow: Lomonosov Moscow State University, 2011. – 51 p.
18. Pang T., Lu W., Shen W. Chromaticity modulation of upconversion luminescence in CaSnO3:Yb3+,Er3+,Li+ phosphors through Yb3+ concentration, pumping power and temperature // Physica B: Physics of Condensed Matter. – 1 December 2016. – Vol. 502. – P. 11-15.
19. Pang X.L., Jia C.H., Li G.Q., Zhang W.F. Bright white upconversion luminescence from
Er3+–Tm3+–Yb3+ doped CaSnO3 powders // Optical Materials. – 2011. – Vol. 34. – P. 234-238.
20. Твердотельные лазеры с полупроводниковой накачкой ближнего и среднего
ИК-диапазонов спектра (2 мкм, 3-8 мкм) на основе кристаллов и керамик, активирован-ных ионами Tm и Ho: отчет о НИР / ФГБОУ ВПО «МГУ им. Н.П. Огарёва»; рук. Рябоч-кина П.А.; исполн.: Антипов О.Л., Чупрунов Е.В., Ломонова Е.Е. – Саранск, 2012. – 83 с.
– № ГР 01201002318. – Инв. № 53/39-10.

Comments are closed.