Научная статья на тему 'Синтез и изучение люминесцентных и кинетических свойств твердых растворов (y 0,85–xyb 0,1Er 0,05Ho x) 3Al 5o 12'

Синтез и изучение люминесцентных и кинетических свойств твердых растворов (y 0,85–xyb 0,1Er 0,05Ho x) 3Al 5o 12 Текст научной статьи по специальности «Физика»

CC BY
210
44
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
АЛЮМОИТТРИЕВЫЙ ГРАНАТ / ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ / РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ / LUMINESCENCE / RARE EARTH ELEMENTS / YTTRIUM-ALUMINUM GARNET

Аннотация научной статьи по физике, автор научной работы — Поздняков Егор Игоревич, Воробьев Виктор Андреевич

Синтезированы твердые растворы, изучены люминесцентные и кинетические характеристики люминофора (Y 0,85–xYb 0,1Er 0,05Ho x) 3Al 5O 12, установлены зависимости интенсивности стоксовой ИК-люминесценции в диапазонах 960…1100, 1440…1680, 1830…2150 нм от концентрации ионов Ho 3+ при возбуждении лазерным излучением с длиной волны 940 нм. Проведен анализ полученных зависимостей и определен оптимальный состав (Y 0,85–xYb 0,1Er 0,05Ho x) 3Al 5O 12, обеспечивающий максимальную эффективность преобразования энергии из ближней ИК-области в область 2100 нм.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по физике , автор научной работы — Поздняков Егор Игоревич, Воробьев Виктор Андреевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Synthesis and Kinetic Study of Fluorescent Properties of Solid Solutions (Y 0.85–xYb 0.

Solid solutions of (Y 0.85–xYb 0.1Er 0.05Ho x) 3Al 5O 12 have been synthesized, their luminescent and kinetic characteristics have been studied, the dependence of the intensity of the Stokes IR luminescence in the range of 960…1100, 1440…1680, 1830…2150 nanometers, the concentration of ions Ho 3+, when excited by laser radiation with a wavelength of 940 nanometers have been identified. The analysis of the obtained relationships and determined the optimal composition of the phosphor (Y 0.85–xYb 0.1Er 0.05Ho x) 3Al 5O 12, for maximum energy conversion efficiency from the near-infrared region at 2100 nm has been made.

Текст научной работы на тему «Синтез и изучение люминесцентных и кинетических свойств твердых растворов (y 0,85–xyb 0,1Er 0,05Ho x) 3Al 5o 12»

УДК 544.03:546.65

СИНТЕЗ И ИЗУЧЕНИЕ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ И КИНЕТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ

(¥о,85-х¥ЬО,1ЕГО,О5НОх)ЗА15ОХ2 Е.И. Поздняков, В.А. Воробьев

Кафедра технологии наноматериалов, ФГАОУ ВПО «Северо-Кавказский федеральный университет», г. Ставрополь;

[email protected]

Ключевые слова и фразы: алюмоиттриевый гранат; люминесценция; редкоземельные элементы.

Аннотация: Синтезированы твердые растворы, изучены люминесцентные и кинетические характеристики люминофора (У0,85-хУЪ0дЕг0,05Иох)3А15012, установлены зависимости интенсивности стоксовой ИК-люминесценции в диапазонах 960...1100, 1440...1680, 1830...2150 нм от концентрации ионов Ио3+ при возбуждении лазерным излучением с длиной волны 940 нм. Проведен анализ полученных зависимостей и определен оптимальный состав (У0 85-хУЪ0,1Ег0 05Иох)3А15012, обеспечивающий максимальную эффективность преобразования энергии из ближней ИК-области в область 2100 нм.

Введение

На современном этапе развития науки и техники остро стоит вопрос поиска материалов, которые способны эффективно преобразовывать энергию в ближнем и дальнем ИК-диапазонах длин волн. Анализ литературных данных показывает, что к числу наиболее перспективных материалов для преобразования энергии в ближнем ИК-диапазоне длин волн относятся алюминаты редкоземельных элементов (РЗЭ) со структурой граната, активированные ионами иттербия, эрбия и гольмия. В связи с этим проведение исследований, направленных на разработку поликристаллических люминофоров на основе алюмоиттриевого граната, активированных ионами иттербия, эрбия, гольмия при возбуждении в области излучения наиболее эффективных полупроводниковых светодиодов и лазеров, работающих в ИК-диапазоне, является актуальной задачей, имеющей важное научно-практическое значение.

Экспериментальная часть

Объектом исследования служили концентрационные серии образцов твердых растворов (Y0,85_xYb0,iEr0,05Hox)3Al5Oi2, где 0 < х < 1. Поскольку светотехнические параметры люминофоров чрезвычайно чувствительны к микропримесям посторонних редкоземельных ионов (РЗИ) [1], для синтеза образцов использовали особо чистые оксиды иттрия, иттербия и эрбия с содержанием основного вещества 99,995 - 99,999 %. Концентрационные серии образцов готовили твердофазным синтезом при температуре 1450 °С в течение 24 часов. Фазовый состав синтезированных образцов контролировали при помощи рентгено-фазового анализа (РФА) (дифрактометр Д-591, фирма «Siemens», Cu Ka-излучение Ni-фильтр). Съемка для

расчета параметров элементарной ячеики проводилась на модернизированном дифрактометре ДРОН-1. Параметры элементарных ячеек рассчитывали при помощи программы ИтйеИ, непосредственно предназначенной для порошкообразных образцов. Для ряда образцов измерения осуществляли на автодифрактомет-рическом комплексе САБ-4-ЕМХ-8РБ.

Стоксовое ИК-излучение образцов, возбуждаемое лазером Л-940/50/30 с длиной волны излучения 940 нм в слое порошка без связующего (геометрия 0...450), регистрировали в области 960...2040 нм с помощью фотоприемного устройства ФПУ-1 и монохроматора МДР-204 для исследуемого и опорного образцов люминофора Л-54. Отношение максимальных интенсивностей спектральных полос люминесценции в области 960.2040 нм испытуемого и опорного образцов служило мерой интенсивности стоксовой ИК-люминесценции.

Кинетику затухания стоксовых ИК-полос люминесценции синтезированных образцов записывали с использованием монохроматора МДР-204 и фотоприемного устройства ФПУ-1. Возбуждение осуществляли импульсным полупроводниковым лазерным диодом АТС-С1000-100АМР-940-5-Р200 с рабочей мощностью 800 мВт. Постоянную времени затухания определяли по кривой спада интенсивности послесвечения.

Результаты и их обсуждение

Анализ литературных данных показал, что для получения полос люминесценции в области 2100 нм наиболее приемлемым является ион гольмия за счет уникальной структуры термов, которые обеспечивают эффективное преобразование энергии из ближней ИК-области в энергию нужного диапазона. Однако для эффективного протекания процесса преобразования энергии возбуждающего излучения с длиной волны 940 нм необходимо дополнительно вводить в состав люминофора сенсибилизирующие ионы. Сопоставление энергетических структур ионов иттербия, эрбия и гольмия показало, что излучательные уровни этих ионов находятся в некоторой близости по значению энергии, и, предположительно, между ними может эффективно протекать передача энергии (рис. 1).

На рентгенограммах всех полученных образцов наблюдались четкие дифракционные максимумы, характерные для граната У3А15012, кристаллизующегося в кубической структуре (пространственная группа !а3й (0%)) [2]. Таким образом, можно сделать вывод, что все синтезированные образцы представляют собой однокомпонентные люминофоры с кубической структурой без примесных фаз.

Е/103, ст-1 10

9

2.1 цпл

Рис. 1. Схема возможных энергетических переходов в твердых растворах (У0,85-,¥Ъ0,1Ег0,05Нох)3А15О12 при возбуждении лазерным излучением с длиной волны 940 нм [4]

Проведен сопоставительный анализ схем энергетических уровней ионов гольмия, эрбия и иттербия (см. рис. 1) и сделан вывод, что энергетический зазор АЕ между возбужденными уровнями 16 иона Но и 1ц/2 иона Ег3+ значительно меньше максимальной энергии фонона в кристаллической решетке алюмоиттрие-вого граната [3].

Для проверки предположения о том, что в системе с тремя активаторами -ионами иттербия, эрбия, гольмия, - эффективное заселение возбужденных уровней ионов гольмия может осуществляться посредством миграции энергии возбуждения через ион иттербия к иону гольмия и через ион эрбия к иону гольмия, проведен синтез концентрационной серии образцов твердых растворов с общей формулой (У0,85-хУЪ0,1Ег0,05Нох)зА150:2, где 10-4 < х < 10-1.

На рисунке 2 приведены фрагменты спектров стоксовой ИК-люминесценции твердых растворов (У0,85-*УЬ0ЛЕг0,05НОх)зА15012.

Спектр стоксовой ИК-люминесценции представляет собой три широких области полос люминесценции в следующих диапазонах длин волн:

- 960.1100 нм, обусловленные излучательными переходами между штар-ковскими компонентами уровней 2Р7/2—2Р5/2 в ионе иттербия [5, 6];

- 1440.1680 нм, обусловленные излучательными переходами между штар-ковскими компонентами уровней 41г3/2—^4!15/2 в ионе эрбия [3];

- 1830.2150 нм, обусловленные излучательными переходами между штар-ковскими компонентами уровней 517 —518 в ионе гольмия [4].

Сравнительный анализ спектров люминесценции твердых растворов (У0,85-хУЪ0,1Ег0,05Нох)зА15012 при возбуждении излучением 940 нм позволил сделать вывод, что с увеличением концентрации Но3+ существенно меняется интенсивность ИК-полос излучения в области 1450.2160 нм в пользу более длинноволновых полос. Такое изменение соотношения интенсивностей ИК-полос люминесценции Но3+ может быть связано как с тривиальной реабсорбцией, так и с изменением при увеличении концентрации Но3+ характера миграции энергии возбуждения по объему кристалла люминофора, в результате чего преимущественно

а)

Рис. 2. Фрагмент спектра стоксовой ИК-люминесценции твердых растворов (Уо^лУЪодЕго^о^эА^О^ при возбуждении лазерным излучением с длиной волны 940 нм в области, нм:

а - 990.1070

800 700 600 500 400 300 200

100

X, нм

1450

1500

1550

1600

1650

1700

б)

I, отн.ед.

400000 350000 300000 250000 200000 150000 100000 50000 0

1830

X, нм

1930

2030

2130

в)

Рис. 2. Продолжение:

б - 1440. ..1680; в - 1830. ..2150

оказываются заселенными низко расположенные по энергии метастабильные уровни ионов гольмия. Помимо этого с увеличением концентрации ионов гольмия растет вероятность осуществления процессов заселения излучательных уровней ионов Ио3+, соответственно происходит более интенсивный отток энергии с излу-чательных уровней ионов Ег3+.

На рисунке 3 приведена зависимость интенсивности стоксовой ИК-люми-несценции твердых растворов (У^^УЬ^Ег^Ио^ЬА^О^ в области 2100 нм от концентрации ионов гольмия.

Характер указанной зависимости дает основания полагать, что в указанной системе при изменении концентрации ионов гольмия происходит совместное конкурирующее действие нескольких процессов, один из которых способствует усилению, а другие ослаблению стоксовой ИК-люминесценции ионов гольмия в (У0,85 -xУЬо,lEго,о5ИOx)зAl50l2 при ИК-возбуждении. При низких концентрациях

0

Рис. 3. Зависимость интенсивности стоксовой ИК-люминесценции твердых растворов (У0>85-:сУЬ0>1Ег0>05Нол;)зА5О12 в области 2100 нм от концентрации ионов Но3*

Ио3+ 0 < х < 10-3 увеличение их содержания в твердом растворе приводит почти к пропорциональному росту интенсивности ИК-люминесценции в области 2100 нм, что объясняется симбатным увеличением числа поглощающих и излучающих ионов гольмия. При таких концентрациях гольмия скорость миграции возбуждения по ионам активатора невелика, поэтому роль процессов, которые приводят к тушению стоксовой ИК-люминесценции гольмия в области 2100 нм весьма незначительна. При дальнейшем увеличении концентрации ионов гольмия 10-3 < х < 10-2 происходит значительное увеличение вероятности миграции энергии, а также пространственное сближение возбужденных ионов гольмия с различными тушащими центрами, и, как следствие, к развитию процесса тушения. В результате совместного конкурирующего действия вышеуказанных процессов, дальнейший рост интенсивности стоксовой ИК-люминесценции в области 2100 нм замедляется, при концентрации ионов гольмия х = 0,01 достигает своего максимального значения.

Значительное влияние концентрация ионов гольмия оказывает на соотношение и интенсивность других полос люминесценции, обусловленных оптическими переходами внутри ионов иттербия и эрбия.

Поскольку предполагается, что энергия возбуждающего излучения в данном случае передается последовательно через ион иттербия на ион эрбия и на ион гольмия, целесообразно изучить характер изменения интенсивности излучения, обусловленного энергетическими переходами в ионе иттербия от концентрации ионов гольмия.

На рисунке 4 представлены логарифмические зависимости интенсивности люминесценции в полосах 1036 и 1577 нм от концентрации гольмия, где обе зависимости имеют вид падающих кривых. При нулевой концентрации ионов гольмия интенсивность полосы люминесценции в области 1036 нм максимальна. При увеличении концентрации ионов гольмия в пределах 10-4 < х < 5-102 наблюдается существенное уменьшение интенсивности люминесценции в области 1036 нм. При дальнейшем увеличении концентрации ионов гольмия наблюдается более резкое падение интенсивности люминесценции и достигает минимума при максимальной концентрации ионов гольмия х = 10-1.

Ln I

Рис. 4. Логарифмические зависимости интенсивности люминесценции в полосах 1036 (1) и 1577 нм (2) в твердом растворе (У0 85-х¥Ъ0дЕг0 05Нох)зА15О12 от концентрации ионов Но3+

Аналогично для полосы люминесценции в области 1577 нм при нулевой концентрации ионов гольмия интенсивность этой полосы люминесценции максимальна. При увеличении концентрации ионов гольмия интенсивность данной полосы люминесценции значительно снижается и при максимальной концентрации ионов гольмия становится минимальной.

Такие зависимости свидетельствуют об эффективном оттоке энергии с излу-чательных уровней иттербия и эрбия на излучательные уровни иона Но3+, тем самым увеличивая его населенность носителями заряда и вероятность излучатель-ных процессов со штарковских компонентов уровня 517 на основной уровень 518 иона Но3+.

На основе анализа указанных зависимостей можно сделать вывод, что концентрация ионов гольмия вносит существенный вклад в общий характер люминесценции - интенсивность и соотношение полос люминесценции в твердых растворах (Уо,85-хУЪо,1Его,о5Нох)3Л15012 - и дает основания полагать, что наряду с процессом последовательной передачи энергии возбуждающего излучения через излучательные уровни ионов иттербия, эрбия на ион гольмия существует процесс прямой передачи энергии возбуждения с излучательного уровня иона иттербия на ион гольмия. Таким образом, на основе вышеприведенного материала можно описать механизм люминесценции твердого раствора (У0,85-хУЪ01Ег0,05Нох)3Л15О12 при ИК-возбуждении.

При возбуждении твердых растворов (У0,85-хУЪ01Ег0,05Нох)3Л15012 лазерным излучением с длиной волны 940 нм электроны из основного состояния 2Б7/2 иона УЬ + поглощают фотоны энергии и переходят в возбужденное состояние 2Р5/2. При этом часть энергии расходуется на излучение при переходе электронов обратно на основной уровень, что обуславливает появление люминесценции в области 960.1100 нм. Одновременно с этим процессом существует другой процесс, заключающийся в том, что часть энергии с возбужденного уровня 2Б5/2 иона УЬ3+ поглощается ионом гольмия и приводит к переводу электронов с основного уровня 518 в возбужденный уровень 16, после чего происходит релаксация энергии на нижележащий уровень 517. С уровня 517 происходит излучательный переход на основной уровень иона Но3+ 518, это приводит к появлению люминесценции в области 2,1 мкм. Уровень 4111/2 иона является более близким по значению энергии к уровню 2Б5/2 иона УЬ3+, чем уровень 4!ц/2 иона Но3+, соответственно можно

сделать вывод, что механизм передачи энергии по схеме 2Р5/2 (УЬ3+)^-4111/2 (Ег3+) является более вероятным, чем процесс передачи энергии по схеме 2Б5/2 (УЬ 16 (Но ), при этом часть энергии с возбужденного уровня Б5/2 иона УЬ резонансно передается на уровень 4111/2 иона Бг3+, откуда часть энергии сразу передается на уровень 516 иона Но3+.

Данный процесс можно представить в виде: ^ (УЬ3+) + ЙУ940нм ^ 2^5/2 (УЬ3+);

4115/2 (Бг3+) + hv940нм ^ 41Ц/2 (Бг3+);

^5/2 (УЬ3+) + 4115/2 (Бг3+) ^ 2Б7/2 (УЬ3+) + 4111/2 (Бг3+);

4111/2 (Бг3+) + 518 (Но3+) ^ 4115/2 (Бг3+) + 51б (Но3+);

516 (Но3+) ^ % (Но3+);

517 (Но3+) ^ 518 (Но3+) + hV2l00нм.

Время

жизни уровня 1ц/2 иона Бг3+ составляет 100 мкс [9], что приводит к малой вероятности указанного процесса.

Третий канал заселения излучательного уровня 517 иона Но3+ заключается в следующем процессе. Часть энергии с возбужденного уровня 2Б5/2 иона УЬ3+ передается на уровень 1ц/2 иона

, затем энергия за счет многофононной релаксации передается на нижележащий уровень 4113/2. С уровня 4113/2 иона Бг3+ энергия передается на уровень 517 иона Но3+, откуда совершается излучательный энергетический переход 517^518 с люминесценцией в области 2100 нм. Данный процесс можно представить в виде:

^7/2 (УЬ3+) + hV940нм ^ 2^5/2 (УЬ3+);

4115/2 (Бг3+) + hv940нм ^ 41ц/2 (Бг3+);

2Б5/2 (УЬ3+) + 4115/2 (Бг3+) ^ 2Б7/2 (УЬ3+) + 4111/2 (Бг3+);

4111/2 (Бг3+) ^ 4113/2 (Бг3+);

4113/2 (Бг3+) + 518 (Но3+) ^ 4115/2 (Бг3+) + % (Но3+);

517 (Но3+) ^ 518 (Но3+) + hV2100нм.

В пользу указанного механизма также говорит тот факт, что энергия, запасаемая на возбужденном уровне иона эрбия 4111/2 частично переходит безызлуча-тельно на возбужденный уровень 516 иона гольмия, что приводит к снижению интенсивности заселения излучательного уровня 4113/2, следовательно интенсивность излучательного перехода 113/2 * 115/2 в ионе

падает, что и видно из логарифмической зависимости интенсивности люминесценции в области 1440...1680 нм от концентрации ионов Но3+, представленной на рис. 4.

Изменение концентрации ионов гольмия в составе твердых растворов оказывает заметное влияние на кинетику стоксовой ИК-люминесценции твердых растворов (У0.85хУЬ0,1БГ0,05Нох)3Л15012.

Для полосы люминесценции 1036 нм при увеличении концентрации ионов гольмия в диапазоне 10-4 < x < 10-2 постоянная затухания люминесценции т непрерывно уменьшается. В диапазоне концентраций 10-4 < x < 10-2 с увеличением концентрации наиболее существенно снижается постоянная затухания от 380 до 270 мкс. При дальнейшем увеличении концентрации

10-2 <

более пологая зависимость, и постоянная затухания снижается не так значительно в пределах от 270 до 250 мкс. Для твердых растворов с максимальной интенсивностью люминесценции в полосе 1036 нм постоянная затухания в этой полосе составляет 380 мкс.

Как видно из рис. 5, при увеличении концентрации ионов гольмия в диапазоне 0 < x < 10-2 постоянная затухания люминесценции в полосе 2100 нм резко уменьшается от 360 до 220 мкс. При увеличении концентрации ионов Но3+ в составе твердого раствора продолжается снижение постоянной затухания, однако, характер этого снижения более пологий, и в пределах концентрации 10-2 < x < 10-1 постоянная затухания меняется от 220 до 210 мкс.

Построена зависимость постоянной затухания для полосы люминесценции 1577 нм, которая представлена на рис. 6.

т, мкс

Рис. 5. Зависимость постоянной затухания для полос люминесценции 1 - 1036 нм и 2 - 2100 нм в твердом растворе (Уо^дУЪодЕго^Но^^^О^

т, мкс

7000 6000 5000 4000 3000 2000

0 0,02 0,04 0,06 мольные доли

Рис. 6. Зависимость постоянной затухания полосы люминесценции 1577 нм в твердом растворе (Уо^-лУЬодЕго.огНо^зА^О^

На рисунке 6 при увеличении концентрации ионов гольмия в диапазоне 0 < х < 10-2 постоянная затухания люминесценции в полосе 1577 нм резко уменьшается почти в два раза от 6625 до 3025 мкс. При увеличении концентрации ионов Но3+ в составе твердого раствора продолжается снижение постоянной затухания, однако, характер этого снижения более пологий, и в пределах концентрации 10-2 < х < 10-1 постоянная затухания меняется от 3025 до 2275 мкс.

Анализируя все полученные кинетические характеристики (см. рис. 5, 6), можно сделать вывод, что поскольку все зависимости характеризуются падающими кривыми, для всех ионов в решетке алюмоиттриевого граната действуют общие закономерности, возникающие при изменении их концентрации в кри-сталллической решетке твердого раствора (У0,85-хУЪ0,1Ег0,05Нох)зЛ15012. Так, при увеличении концентрации ионов Но3+ увеличивается вероятность заселения их излучательных уровней за счет миграции энергии возбуждения от ионов УЪ3+ и по представленным выше механизмам. При увеличении концентрации увеличивается вероятность пространственного сближения возбужденных ионов активатора и вероятность безызлучательной рекомбинации с различными тушащими центрами в объеме кристалла. Следствием этого является уменьшение времени послесвечения. Как видно из представленных данных, постоянная затухания лю-

£

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

минесценции в полосах, обусловленных излучательными переходами в ионах иттербия и гольмия, сопоставимыми по значению, так во всем исследованном диапазоне концентраций ионов Ho3+, постоянная затухания в полосе 1036 нм меняется от 380 до 250 мкс, а в полосе 2100 нм - от 360 до 210 мкс. По сравнению с этими значениями, излучательные уровни ионов Er3* являются более долгоживущи-ми, так как в исследованном диапазоне концентраций ионов Ho3+ постоянная затухания в полосе 1577 нм меняется от 6625 до 2275 мкс. Однако, несмотря на различие абсолютной величины значения послесвечения при различных концентрациях, общий характер кривой повторяет характеры зависимостей изменения постоянной затухания люминесценции в других полосах, что говорит об общности влияющих факторов на кинетические характеристики ионов РЗЭ в кристаллической решетке алюмоиттриевого граната.

Заключение

Проведен синтез твердых растворов (Y 0,85-xYb0,iEr0,05Hox)3Al5Oi2, предложены механизмы стоксовой ИК-люминесценции в диапазонах 960... 1100, 1440...1680, 1830.2150 нм, а также зависимости интенсивностей люминесценции в соответствующих полосах от концентрации вводимых активаторов, установлены оптимальные составы люминофоров, обеспечивающие максимальную интенсивность люминесценции в указанных областях. Изучены кинетические характеристики твердых растворов (Y0,85_IYb0,1Er0,05HoI)3Al5O12.

Список литературы

1. Влияние чистоты исходных веществ на интенсивность люминесценции эрбия в антистоксовых люминофорах / О.Я. Манаширов [и др.] // Высокочистые вещества. _ 1988. _ № 3. _ С. 198-201.

2. Geller, S. Crystal Chemistry of the Garnets / S. Geller // Z. Kristallographie. _ 1967. _ Vol. 125, No. 1-6. _ Р. 1-47.

3. White, Jeffrey O. Measurment of Upeonversion in Er:YAG Via z-scan / Jeffrey O. White, Carl E. Mungan // Opt. Soe. Am. B. - Vol. 28, No. 10. - P. 2358-2361.

4. Yi, L.X. Emission Properties of Ho3+: 5I7^5I8 Transition Sensitized by Er3* and Yb3+ in Fluorophosphates Glasses / L.X. Yi , S.Y. Wang, G.N. Chen // Optical Materials. -2009. - Vol. 31. - P. 1586-1590.

5. Синтез и исследования алюмоиттриевых гранатов, легированных неодимом и иттербием / Г.В. Зимина [и др.] // Журн. неорган. химии. - 2010. -Т. 55, № 12. - С. 1945-1948.

6. Синтез и исследование ИК-люминесценции твердых растворов (Y1-xYbx)2O3 при лазерном возбуждении / О.Я. Манаширов [и др.] // Вестн. Сев.-Кавказ. гос. техн. ун-та. - 2011. - № 8. - С. 14-24.

Synthesis and Kinetic Study of Fluorescent Properties of Solid Solutions (Yo.85-xYbo.iEro.o5Hox)3Al5Oi2

E.I Pozdnyakov, V.A. Vorobyev

Department of Technology of Nanomaterials, North-Caucasian Federal University, Stavropol; [email protected]

Key words and phrases: luminescence; rare earth elements; yttrium-aluminum garnet.

Abstract: Solid solutions of (Ya^Yb^Era^Ho^ALO^ have been synthesized, their luminescent and kinetic characteristics have been studied, the dependence of the intensity of the Stokes IR luminescence in the range of 960.1100, 1440.1680, 1830.2150 nanometers, the concentration of ions Ho3+, when excited by laser radiation with a wavelength of 940 nanometers have been identified. The analysis of the obtained relationships and determined the optimal composition of the phosphor (Y085-xYb01Er0 05Hox)3Al5O12, for maximum energy conversion efficiency from the near-infrared region at 2100 nm has been made.

Synthese und Erlernen der Leucht- und Kinetikeigenschaften der festen Lösungen (Yo.85_xYbo.iEro.o5Hox)3Al5Oi2

Zusammenfassung: Es sind die festen Lösungen des Bestandes des Leuchtstoffes (Ya^Yb^Er^Ho^ALO^ synthetisiert, es sind ihre Leucht- und Kinetikcharakteristiken erlernt, es sind die Abhängigkeiten der Intensität der stoksischen IR-Lumineszenz in den Umfängen 960.1100, 1440.1680, 1830.2150 nm, von der Konzentration der Ionen Ho3+, bei der Anregung von der Laserausstrahlung mit der Länge der Welle 940 nm bestimmt. Es ist die Analyse der erhaltenen Abhängigkeiten durchgeführt und es ist der optimale Bestand des Leuchtstoffes (Y085-xYb01Er005Hox)3Al5O12, der die maximale Effektivität der Umwandlung der Energie aus dem nahen IR-Gebiet ins Gebiet 2100 nm gewährleistet, bestimmt.

Synthèse et étude des propriétés luminescentes et cinétiques des solutions solides (Yo.85_xYbo.iEro.o5Hox)3Al5Oi2

Résumé: Sont synthésées les solutions solide de la composition de luminophore (Yo.85-xYbo.iEro.o5Hox)3Al5Oi2 sont étudiées les caractéristiques luminescentes et cinétiques, sont établies les dépendances de l'intensivité de la IR luminescence de stock dans la gamme 960.1100, 1440.1680, 1830.2150 nm de la concentration des ions Ho3+ lors de l'excitation par le rayonnement laser avec la longeur de l'onde 940 nm. Est effectuée une analyse des dépendances reçues, est déterminée la composition optimale de luminophore (Y085-xYb01Er005Hox)3Al5O12, assurant une efficacité maximale de la conversion de l'énergie du prochain domaine dans celui de 2100 nm.

Авторы: Поздняков Егор Игоревич - аспирант кафедры технологии нанома-териалов; Воробьев Виктор Андреевич - доктор технических наук, профессор кафедры технологии наноматериалов, ФГАОУ ВПО «Северо-Кавказский федеральный университет», г. Ставрополь.

Рецензент: Валюхов Дмитрний Петрович - доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой физики и электроники, ФГАОУ ВПО «СевероКавказский федеральный университет», г. Ставрополь.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.