Введение к работе
, ; Актуальность темы. Одной из актуальных проблем в области создания люминофоров с длительным послесвечением (ЛДП) является разработка эффективных и стабильных ЛДП желтого и красного цветов свечения с длительностью послесвечения не менее 1 часа и однокомгюнентных многофункциональных ЛДП, обладающих способностью при ИК-возбуждении проявлять видимую антистоксовую люминесценцию. Выпускаемые зарубежными фирмами ЛДП красного цвета свечения на основе сульфидов элементов второй группы обладают невысокой эффективностью, что существенно ограничивает их практическое применение. Поэтому в последние годы стали проводиться исследования, направленные на создание новых ЛДП с использованием основ различного химического состава. Анализ результатов данных исследований позволил установить, что наиболее перспективными являются ЛДП на основе оксосульфида иттрия. Исследования, посвященные созданию ЛДП с использованием в качестве основы оксосульфида итгрия указывают на то, что данная задача в полной мере не решена. Весьма существенным также является отсутствие достоверных сведений о возможности создания на основе оксосульфида иттрия новых однокомпонентных многофункциональных ЛДП, способных поглощать ИК-излучение в области длин волн 0,9-1,0 и 1,5-1,6 мкм и преобразовывать его в излучение в видимой области спектра.
В связи этим цель настоящей работы состоит в проведении исследования, направленного на разработку технологии получения ЛДП на основе оксосульфида иттрия с заданным и воспроизводимым комплексом светотехнических, инерционных и технологических параметров, а также изучении возможности создания новых однокомпонентных многофункциональных ЛДП, обладающих способностью при, ИК-врзбуждении проявлять антистоксовую люминесценцию в видимой области спектра.
Задачи работы:
изучение влияния ряда нередкоземельных элементов на люминесценцию Y202S и обоснование выбора активатора для получения ЛДП желтого цвета свечения;
исследование основных закономерностей процесса формирования ЛДП состава Y202S:Ti желтого цвета свечения в различных средах и обостювание оптимальных условий его получения;
исследование основных закономерностей изменения люминесцентных свойств ЛДП состава Y202S:TixMgv при варьировании концентраций активирующих ионов;
изучение влияния некоторых РЗЭ (от Се до Yb) на яркостные и спектральные характеристики ЛДП состава Y202S:Ti,lylg;
исследование возможности создания новых однокомпонентных люминофоров с длительным послесвечением (ЛДП), способных поглощать ИК-излучение и преобразовывать его в излучение в видимой области спектра.
Научная новизна:
1. Предложен механизм процесса формирования ЛДП состава Y202S:Ti желтого цвета свечения в расплаве некоторых соединении. Показано, что ис-
пользование в качестве минерализатора фтористого лития приводит к получению хорошо ограненных микрокристаллов ЛДП с повышенной яркостью послесвечения.
2. Определены кинетические особенности процесса формирования ЛДП
состава Y202S:Ti в расплаве некоторых соединений, установлены оптимальные
временно-температурные режимы получения ЛДП данного состава с повышен
ной яркостью послесвечения.
3. Впервые показано, что по степени влияния на яркость послесвечения
ЛДП состава Y202S:Ti,Mg ионы РЗЭ (от Се до Yb) делятся на три группы:
переменновалентные ионы Се3+, Pr3+, ТЬ3+, обладающие высоким сечением захвата дырок, являются эффективными тушителями яркости послесвечения данного ЛДП;
переменновалентные ионы Sm +, Eu3+, Yb3+, обладающие высоким сечением захвата электронов, оказывают минимальное тушащее действие на яркость послесвеченшя данного ЛДП;
устойчивые трехвалентные ионы Nd3+, Dy3+, Ег3+, Но34 и Тт3+ среди изученных РЗЭ занимают промежуточное положение по степени влияния на яркость послесвечения данного ДЦП.
4. Установлен различный характер влияния ионов некоторых РЗЭ (от Се до
Yb) на спектральный состав стационарного излучения и послесвечения ЛДП
состава Y202S:Ti,Mg.
5. Впервые предложена, экспериментально подтверждена и практически
реализована идея создания принципиально нового однокомпонентного много
функционального ЛДП на основе оксосульфида иттрия, обладающего способ
ностью при ЙК-возбуждении проявлять видимую антистоксовую люминесцен
цию за счет совместной активации его ионами Yb3+, Ег3+, Ti4+, Mg2+.
Практическая значимость:
Разработана и внедрена технология получения воспроизводимого по качеству ЛДП желтого цвета свечения с повышенной яркостью послесвечения состава Y202S:Ti,Mg марки ФВ-626 (технологический регламент №1247-2006 от 10.08.2006 г.; акт о внедрении в производство люминофора ФВ-626 и его технологии от 14.09.2006г.).
Разработана и внедрена технология получения однокомпонентного многофункционального воспроизводимого по качеству ЛДП состава Y202S:Tb,Er,Ti,Mg марки ФДА-626/546-1, обладающего способностью при ИК-возбуждении проявлять видимую антистоксовую люминесценцию (технологический регламент №1248-2006 от 10.08.2006 г.; акт о внедрении в производство люминофора ФДА-626/546-1 и его технологии от 14.09.2006г.).
Основные положения и результаты, выносимые на защиту:
Механизм процесса формирования ЛДП состава Y202S:Ti желтого цвета свечения при термообработке шихты в расплаве различных соединений.
Кинетические закономерности формирования ЛДП состава Y202S:Ti в расплаве различных соединений.
3. Характер влияния некоторых РЗЭ (от Се до Yb) на яркость послесвечения и спектральный состав излучения ЛДП состава Y202S:Ti,Mg.
,4. Основные закономерности изменения люминесцентных свойств оксосульфида иттрия при его совместной активации ионами Yb3+, Er3+, Ti4+ и Mg2^ при УФ- и ИК- возбуждении.
5. Технологии получения ЛДП желтого цвета свечения ФВ-626 состава Y202S:Ti,Mg и принципиально нового однокомпонентного многофункционального ЛДП ФДА-62 6/546-1 состава Yi^YbotKsEro.oosC^SiTijMg, выпускаемых на ЗАО НПФ «Люминофор».
Апробация работы. Результаты работы были представлены на:
- I - III ежегодных научных конференциях студентов и аспирантов базовых
кафедр Южного научного центра РАН (Ростов-на-Дону, 2005, 2006, 2007 гг.);
XI и XII Всероссийских семинарах-совещаниях «Оптика и спектроскопия конденсированных сред» (Краснодар, 2005,2006 гг.);
50 юбилейной научно-методической конференции преподавателей и студентов Ставропольского государственного университета «Университетская наука - региону» (Ставрополь, 2005 г.);
XVI российской молодежной научной конференции «Проблемы теоретической и экспериментальной химии» (Екатеринбург, 2006 г.);
VIII международной конференции «Опто-, наноэлектроника, нанотехно-логия и микросистемы» (Ульяновск, 2006 г.);
Общероссийской с международным участием научной конференции, посвященной 75-летию химического факультета Томского государственного университета «Полифункциональные химические материалы и технологии» (Томск, 2007 г.).
Публикации. Результаты исследований опубликованы в 13 работах: 7 тезисах докладов и 6 статьях, в т.ч. в 2 статьях в ведущих научных журналах из Перечня ВАК Минобрнауки РФ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из Введения, 3 глав, Заключения, списка использованных литературных источников и Приложения. Работа изложена на 179 страницах, содержит 92 рисунка и 9 таблиц. Библиографический список состоит из 129 наименований.
Похожие диссертации на Синтез и исследование люминофоров с длительным послесвечением на основе оксосульфида иттрия
