Композиты алмаз–NaGdF4:Eu в качестве фото- и рентгенолюминесцентных материалов для фотоники: синтез и изучение характеристик Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

Композиты алмаз-NaGdF^Eu в качестве фото- и рентгенолюминесцентных материалов для фотоники: синтез и изучение характеристик

Седов В.С.1, Мартьянов А.К.1, 1 2 Хомич А.А. , Кузнецов С.В.

1 - ЦЕНИ, ОСПЯ, лаборатория алмазных материалов 2 - НЦЛМТ, ОНТ, лаборатория технологии наноматериалов для фотоники

Е-mail: sedovvadim@,yandex. ru Введение

Современные лазеры на свободных электронах способны генерировать когерентное электромагнитное излучение в рентгеновском диапазоне с высокими плотностями мощности, что создало необходимость в разработке и изготовлении принципиально новых детекторов и визуализаторов для «жёсткого» рентгеновского излучения. Функционирование подобных визуализаторов (сцинтилляторов) заключается в поглощении рентгеновского излучения и его преобразовании в фотоны видимого диапазона. При этом в качестве источников люминесценции активно используются редкоземельные элементы (РЗЭ). Целью данной работы было визуализировать рентгеновское излучение люминесцентных наночастиц NaGdF4:Eu, внедрённых в прозрачную для рентгеновского излучения поликристаллическую алмазную матрицу.

NaGdF4:Eu ^^

СН4 + Н2 Композит

СВЧ плазма

алмаз —^

^^^ ЯШ г

Рис. 1. Схема получения композита алмаз-NaGdF^Eu

Экспериментальная часть

Тонкопленочные композиты алмаз-NaGdF^Eu (рис. 1) были получены химическим осаждением из газовой фазы в СВЧ плазме

(реактор ARDIS-100, 2.45 GHz). Алмазные композиты с внедрёнными наночастицами, содержащими Eu, проявляют интенсивную узкополосную фотолюминесценцию (ФЛ) с максимумом на длине волны 612 nm [1]. Использование соединения ß-NaGdF4: Eu вместо чистого трифторида европия (EuF3, см. [1]) привело к увеличению отношения сигнал/шум в спектрах фото- и рентгенолюминесценции (РЛ). Картирование ФЛ по площади поверхности композитной плёнки подтвердило равномерность распределения наночастиц. Продемонстрирована прямо пропорциональная зависимость интенсивности РЛ-сигнала от количества внедрённых наночастиц NaGdF4:Eu.

Результаты и обсуждение

Разработанный композитный материал с механически прочной, высокотеплопроводной и прозрачной для излучения алмазной матрицей открывает возможность использования композитов алмаз-NaGdF4:Eu в качестве фото- и рентгенолюминесцентных визуализаторов (сцинтилляторов), способных выдерживать высокие плотности мощности излучения.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 16-29-11784-офи.

1. Sedov V.S., Kuznetsov S.V., Ralchenko V.G. et al. Diam. Relat.

Mater. 2017, 72, 47-52.