Аннотация:Использование твердого раствора является одним из возможных путей
создания новых материалов с заданным набором свойств. В зависимости от
относительной концентрации компонентов происходит изменение структурных,
оптических и люминесцентных свойств твердого раствора. Изменения могут
происходить как линейно, так и нелинейно. Так, для целого ряда твердых растворов
уже было показано нелинейное увеличение светового выхода по сравнению с
таковым для соединений, составляющих твердый раствор [1]. По этой причине
твердые растворы представляют интерес для использования в качестве
преобразователей высокоэнергетического излучения в видимый свет.
Данная работа посвящена исследованию влияния состава серии твердых
растворов ScxY1-xVO4:1мол%Eu3+ (х=0, 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9, 1) на их структурные и
люминесцентные свойства, в частности, на процессы переноса энергии к центрам
свечения. Ванадаты с типом кристаллической структуры «циркон» потенциально
могут найти применение в качестве люминофоров, сцинтилляторов для регистрации
высокоэнергетического излучения [2], а также в белых светодиодах [3].
В ходе работы был определен тип кристаллической структуры и изменение
параметров кристаллической решетки a, c в ряду твердых растворов на основе
анализа полученных рентгенодифрактограмм. Подобраны оптимальные условия
отжига с точки зрения получения максимальной интенсивности люминесценции
исследуемых образцов. Идентифицирована природа люминесценции и механизм
переноса энергии на центры как примесного, так и собственного свечения.
Измерение спектров люминесценции при азотной температуре показало, что
положение полосы собственного свечения матрицы зависит от состава твердого
раствора. Также установлено, что с повышением температуры происходит тушение
собственного свечения матрицы. Варьирование концентрации Sc приводит к
нелинейному изменению температуры тушения люминесценции. Процесс тушения
сопровождается усилением интенсивности примесного свечения, что
свидетельствует об термически-стимулированном переносе энергии возбуждения от
(VO4)3-
комплексов на центры свечения Eu3+.
Исследование кристаллической структуры твердых растворов ванадатов
проводилось на дифрактометре Bruker D8 Advance. Исследование люминесцентных
свойств было проведено с использованием лабораторной установки на основе
спектрографа LOT-Oriel MS–257. Установка позволяет регистрировать спектры
люминесценции в области 300 – 1050 нм и спектры возбуждения люминесценции
образцов в области 220 – 500 нм в диапазоне 80-500 К.
Литература
1. Belsky A.N., Gektin A.V., Vasilev A.N. // IEEE Trans. Nucl. Sc. 2014. Vol.61. P.262-270.
2. Y. Fujimoto, T. Yanagida, Y. Yokota, et al. // Nuclear Instruments and Methods in Physics
Research A 635 (2011) 53–56.
3. Fengwen Kang, Xiaobao Yang, et. al.. // Phys. Chem. C 2014, 118, 7515−75222.