Люминесцентный материал


 


Владельцы патента RU 2593638:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Байкальский институт природопользования Сибирского отделения Российской Академии наук (БИП СО РАН) (RU)

Изобретение относится к материалам квантовой электроники и оптики и может быть использовано в устройствах для отображения информации, электронно-лучевых приборах, люминесцентных лампах, в частности, светоизлучающих диодах белого свечения, сцинтилляторах, катодо- и рентгенолюминофорах. Люминесцентный материал соответствует химической формуле Li3BaSrGd3-3xEu3x(MoO4)8, где 0,02≤x≤0,04, и содержит, мас. %: Li2O 5,55-5,68; ВаО 7,68-7,75; SrO 7,39-7,44; Gd2O3 27,23-27,59; Eu2O3 0,32-0,68; MoO3 - остальное. Интенсивность люминесценции 1,6-1,95 отн. ед. 1 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к материалам квантовой электроники, интегральной оптики и может быть применено для производства светоизлучающих диодов белого свечения, сцинтилляторов, в индикаторной технике для отображения знаковой, графической и телевизионной информации.

Цель изобретения - увеличение интенсивности люминесценции на длине электронного перехода 5D07F2 иона европия.

Поставленная цель достигается тем, что люминесцентный материал состоит из нового молибдата состава Li3BaSrGd3(MoO4)8 со слоистой шеелитоподобной структурой, легированного ионами Eu3+. Люминесцентный материал имеет формулу Li3BaSrGd3-3xEu3x(MoO4)8, (0.02≤x≤0.04).

Аналогами предлагаемого люминесцентного материала являются люминофоры на основе двойных молибдатов [1, 2], имеющих шеелитоподобную структуру (1. Соколов В.В., Усков Е.М. Яркий красный люминофор с высокой цветопередачей на основе соединения NaY1-xEux(MoO4)2. Химия в интересах устойчивого развития. 2000. Т. 8. №1. С. 281-284. 2. Золотова Е.С., Рахманова М.И., Соколов В.В., Усков Е.М. Влияние висмута и кальция на интенсивность люминесценции люминофора NaY1-xEux(MoO4)2. Журнал неорганические материалы. 2011. Т. 47. №11. С. 1368-1371)

Недостатком этих люминесцентных материалов является относительно низкая интенсивность люминесценции ионов Eu3+ за счет концентрационного тушения, а также низкий коэффициент преобразования световой энергии.

Наиболее близким по качественному составу люминесцентному материалу по изобретению - прототипом - является люминесцентный материал на основе тройного молибдата Li3Ba2Ln3(MoO4)8, Ln-La, Gd, Y, Lu, легированный 8-10 ат. % европия или тербия [3], (3. Кожевникова Н.М., Мохосоев М.В., Корсун В.П„ Алексеев Ф.П. Люминесцентный материал. Авторское свидетельство СССР №1634696 от 15.03.91). В пересчете на оксиды состав люминесцентного материала соответствует, масс. %: Li2O 2.08-2.11, ВаО 14.52-16.71, Ln2O3 12.72-24.75, Eu2O3 4.16-5.70, MoO3 - остальное.

Недостатком этого материала является невысокая интенсивность люминесценции Eu3+, низкий энергосъем вследствие концентрационного тушения.

Увеличение интенсивности люминесценции на длине электронного перехода 5D07F2 иона европия достигается тем, что люминесцентный материал, содержащей оксиды лития, бария, гадолиния, европия, молибдена, дополнительно содержит оксид стронция, образуя при этом материал состава Li3BaSrGd3-3xEu3x(MoO4)8, (0.02≤x≤0.04), в пересчете на оксиды состав люминесцентного материала соответствует, масс. %: Li2O 5.55-5.68, ВаО 7.68-7.75, SrO 7.39-7.44, Gd2O3 27.23-27.59, Eu2O3 0.32-0.68, MoO3 - остальное.

Соотношения заявляемых составов обусловлены областью фазовой однородности молибдата Li3BaSrGd3-3xEu3x(MoO4)8, образующегося в системе Li2O-BaO-CaO-Gd2O3-Eu2O3-MoO3.

Люминесцентный материал Li3BaSrGd3-3xEu3x(MoO4)8 (0.02≤x≤0.4) кристаллизуется в слоистой шеелитоподобной структуре, принадлежит к структурному типу моноклинно искаженного шеелита, пр. гр. С2/с, изоструктурен Li3Ba2R3(MoO4)8, R-La, Gd, Y, Lu. В структуре Li3BaSrGd3(MoO4)8, легированном Eu3+, реализуются сотоподобные слои из R-восьмивершинников, к обеим сторонам слоя присоединяются Mo-тетраэдры через общие кислородные вершины. Атомы лития занимают различные кристаллографические позиции, треть атомов лития статистически располагается по позициям редкоземельного элемента с к.ч. = 8. Оставшиеся 2/3 атомов лития локализованы в частной позиции на оси второго порядка с октаэдрической координацией по кислороду [3]. Атомы Ва и Sr имеют координацию 10 и находятся между слоями, образованными полиэдрами Мо и РЗЭ. Кристаллохимическая формула соединений записана в виде: Li2(Ba0.43Sr0.42R0.15)2(R0.675Ba0.039Sr0.036Li0.25)4(MoO4)8.

Пример 1. Шихту состава, масс. %: Li2O - 5.55, ВаО - 7.76, SrO - 7.44, Gd2O3-27.59, Eu2O3 - 0.32, MoO3 - остальное, гомогенизируют путем многократного перетирания в агатовой ступке со спиртом и проводят двухступенчатый отжиг при 550-600°C в течение 40-45 ч. и 700-750°C в течение 70-75 ч. Полученное люминесцентное вещество имеет интенсивность люминесценции на длине электронного перехода 5D07F2 иона европия в 1.6 раз выше, чем прототип, и в 1.7 раз выше, чем промышленный люминофор К-77 Y2O3:Eu3+ (1 ат. %), что показано в таблице.

Пример 2. Шихту состава, масс. %: Li2O - 5.68, ВаО - 7.68, SrO - 7.39, Gd2O3 - 27.23, Eu2O3 0.48, MoO3 - остальное, готовили по технологии, описанной в примере 1. Полученное люминесцентное вещество имеет интенсивность люминесценции на длине волны электронного перехода 5D07F2 в 1.8 раза выше, чем прототип и в 1.9 раза выше, чем промышленный люминофор К-77 Y2O3:Eu3+ (1 ат. %). Результаты измерений интенсивности люминесценции Eu3+ приведены в таблице.

Пример 3. Шихту состава, масс. %: Li2O - 5.62, ВаО - 7.72, SrO - 7.42, Gd2O3 - 27.98, Eu2O3 - 0.68, MoO3 - остальное, готовили по технологии, описанной в примере 1. Полученное люминесцентное вещество имеет интенсивность люминесценции на длине волны электронного перехода 5D07F2 в 1.85 раза выше, чем прототип, и в 1.95 раза выше, чем промышленный люминофор К-77 Y2O3:Eu3+ (1 ат. %). Результаты измерений интенсивности люминесценции Eu3+ приведены в таблице.

Уменьшение содержания оксида лития ниже 5.55 масс. % приводит к нарушению однородности люминесцентного вещества и ухудшает его оптическое качество. Увеличение содержания оксидов гадолиния и оксидов бария, стронция выше 27.59 и 7.75, 7.44 масс. % соответственно способствует образованию второй фазы Gd2(MoO4)3 или BaMoO4, SrMoO4, что приводит к многофазности люминесцентного вещества и ухудшает его оптическое качество.

Как следует из полученных результатов, техническим результатом изобретения является повышение интенсивности люминесценции ионов европия. В интервале 6-12 мол. % Eu3+ интенсивность люминесценции люминесцентного вещества состава Li3BaSrGd3-xEux(MoO4)8, (0.02≤x≤0.04) превышает интенсивность промышленного люминофора К-77 и прототипа.

Примечание: источник возбуждения - ксеноновая лампа высокого давления ДкСШ 150-1М. Измерение интенсивности люминесценции проведено на длине волны 616 нм электронного перехода 5D07F2.

Iотн* соответствует интенсивности люминесцентного материала относительно промышленного люминофора К-77, вторая цифра в столбце Iотн соответствует интенсивности люминесцентного материала относительно прототипа.

Люминесцентный материал, содержащий оксиды лития Li2O, бария ВаО, гадолиния Gd2O3, европия Eu2O3, молибдена MoO3, отличающийся тем, что дополнительно содержит оксид стронция SrO при следующем соотношении компонентов, масс. %:

Li2O 5,55-5,68
ВаО 7,68-7,75
SrO 7,39-7,44
Gd2O3 27,23-27,59
Eu2O3 0,32-0,68
MoO3 остальное.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано при изготовлении светоизлучающих приборов, испускающих ультрафиолетовое излучение. Люминесцентный материал имеет химическую формулу (Y1-xLux)9LiSi6O26:Ln, где Ln - трехвалентный редкоземельный металл, выбранный из Pr, Nd или их смеси; 0,0≤x≤1,0.

Изобретение предназначено для светотехники и может быть использовано в светодиодах белого свечения, лампах дневного света, светильниках, автомобильных фарах и дизайне освещения.

Изобретение предназначено для осветительной техники и медицины. Преобразующий длину волны материал включает соединение формулы (Y1-w-x-y-zScwLaxGdyLuz)2-a(SO4)3:Mea, где Me - трехвалентный катион или смесь трехвалентных катионов, способных испускать УФ-C излучение, например, Pr3+, Nd3+ и Bi3+; каждый из w, x, y и z находится в диапазоне от 0,0 до 1,0; w+x+y+z≤1,0; 0,0005≤a≤0,2.
Изобретение может быть использовано для визуализации света ультрафиолетового диапазона в системах светодиодов белого света (WLED) и оптических дисплеях. Люминофор синего свечения представляет собой силикат редкоземельных элементов в наноаморфном состоянии состава Ca2Gd8(1-x)Eu8xSi6O26, где 0,001≤х≤0,5, характеризующийся широкой полосой синего излучения с максимумом при 455 нм, полушириной 77 нм, интенсивностью 14000-14263 отн.
Изобретение относится к синтезу гептатанталатов европия EuTa7O19 или тербия TbTa7O19, которые могут быть использованы в качестве рентгеноконтрастных веществ, люминофоров, покрытий рентгеновских экранов, оптоматериалов, материалов для электроники.

Изобретение относится к области светотехники и может быть использовано при изготовлении светодиодов и систем преобразования света. Нитридный люминофор с красным свечением, возбуждаемый излучением в диапазоне длин волн 200-570 нм, имеет общую формулу Lis(M(1-x)Eux)1MgmAlnSipNq, где M=Sr, Ca, Ba, взятые отдельно или их смесь, 0,045≤s≤0,60; 0,005≤х≤0,12; 0≤m≤0,12; 0≤n≤1,0; 1,0≤р≤2,40; 3,015≤q≤4,20; причём для всех композиций 2,0≤р+n≤2,40 и q≠4.

Изобретения могут быть использованы для проверки подлинности и защиты от подделок ценных бумаг или документов, а также высококачественных товаров. Защитный признак содержит люминесцентное вещество общей формулы В0,5ХО3:Z, в котором В является щелочноземельным металлом, Х является Nb и/или Та, Z является люминесцентным активатором, например редкоземельным металлом степени окисления +3, или Ti3+, или V4+, или Cr2+, или Cr3+, или Cr4+, или Cr5+, или Mn3+, или Mn4+, или Mn5+, или Mn6+.

Изобретение может быть использовано при изготовлении сцинтилляционных элементов, применяемых в детекторах ионизирующих излучений, в частности нейтронов. Сцинтилляционное стекло получают из композиции SiO2, Li2CO3, MgO, Al2O3, AlF3, CeO2, а для подавления окисления ионов церия в стекло вводят добавку металлического кремния (Si) в количестве 0,001-10 мас.%.

Изобретение относится к получению алюминатных люминофоров, активированных ионами редкоземельных металлов, и может быть использовано при производстве материалов для источников и преобразователей света.
(57) Изобретение относится к составам оптических стекол и может быть использовано в лазерных системах в качестве активных сред ап-конверсионных лазеров с диодной накачкой, преобразующих инфракрасное лазерное излучение в видимую область, а именно в зеленую область спектра.

Изобретение относится к новым люминесцентным материалам для светоизлучающих устройств. Предлагается материал формулы (Ba1-x-y-zSrxCayEuz)2Si5-a-bAlaN8-a-4bOa+4b, где 0,3≤х≤0,9, 0,01≤у≤0,04, 0,005≤z≤0,04, 0≤а≤0,2, 0≤b≤0,2 и средний размер частиц d50≥6 мкм.

Изобретение относится к новым борофосфатным люминофорам, активированным ионами редкоземельных металлов, которые могут быть использованы в светотехнических устройствах для превращения ближнего УФ-излучения в видимый свет.

Изобретение относится к люминесцентным материалам, которые могут быть использованы в светоизлучающих диодах, возбуждаемых ультрафиолетовым или видимым светом. Люминесцентный материал для светодиода содержит по меньшей мере одно соединение, выбранное из алюмината, силиката, германата, германата-силиката, фосфата или антимоната.

Изобретение относится к полимерным композициям для получения светотрансформирующего пленочного материала и может быть использовано для получения пленок сельскохозяйственного назначения.

Изобретения могут быть использованы в системах освещения. Смесь люминофоров состоит из редкоземельного люминофора красного свечения, например YOE, редкоземельного люминофора зеленого свечения, например одного из LAP, CAT или CBT, и редкоземельного люминофора синего свечения, например одного из BAM и SCAp.

Изобретение относится к области люминесцентных стекол для преобразования ультрафиолетового излучения в белый цвет. Техническим результатом изобретения является создание люминесцентного стекла с высокой прозрачностью в видимом диапазоне.

Изобретение относится к медицине, а именно к хирургии и диагностическим методам исследования, в частности к интраоперационной визуализации. Осуществляют адресную доставку в патологические очаги конъюгатов наноразмерных антистоксовых фосфоров (НАФ) с молекулами, селективно связывающимися с целевой биоструктурой, подлежащей визуализации.

Изобретение относится к полимер-неорганическим композиционным материалам на основе полиметилметакрилата и наночастиц твердых растворов ZrO2 с лантанидами, выбранными из Eu, Tb и Tm.
Изобретение может быть использовано для визуализации света ультрафиолетового диапазона, рентгеновского и электронного излучения в осветительных системах и оптических дисплеях.

Изобретение относится к области люминофорных материалов, а именно к монокристаллическому люминофорному материалу для светодиодов белого света. Материал представляет собой твердый раствор оксида алюминия и иттрий-алюминиевого граната с церием и имеет состав, соответствующий формуле Y3-xCexAl5+yO12+1.5y, где x=0,02-0,05, y=0,17-3,97.
Изобретение относится к материалам квантовой электроники и может быть использовано в качестве активных сред низкопороговых твердотельных лазеров инфракрасного диапазона с оптической накачкой, в устройствах для отображения знаковой, графической и телевизионной информации, а также в качестве сцинтилляторов.
Наверх