Инфракрасный люминофор комплексного принципа действия на основе ортофосфата иттрия, активированный ионами yb3+ и er3+



Инфракрасный люминофор комплексного принципа действия на основе ортофосфата иттрия, активированный ионами yb3+ и er3+
Инфракрасный люминофор комплексного принципа действия на основе ортофосфата иттрия, активированный ионами yb3+ и er3+
Инфракрасный люминофор комплексного принципа действия на основе ортофосфата иттрия, активированный ионами yb3+ и er3+
Инфракрасный люминофор комплексного принципа действия на основе ортофосфата иттрия, активированный ионами yb3+ и er3+
Инфракрасный люминофор комплексного принципа действия на основе ортофосфата иттрия, активированный ионами yb3+ и er3+
Инфракрасный люминофор комплексного принципа действия на основе ортофосфата иттрия, активированный ионами yb3+ и er3+
Инфракрасный люминофор комплексного принципа действия на основе ортофосфата иттрия, активированный ионами yb3+ и er3+

 


Владельцы патента RU 2610767:

Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "ЛЮМ" (RU)

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при изготовлении изделий для регистрации модулированного излучения полиспектрального состава. Инфракрасный (ИК) люминофор на основе ортофосфата иттрия, активированный ионами Er3+, соактивированный ионами Се3+ и сенсибилизированный ионами Yb3+, соответствует следующей эмпирической формуле: Y1-x-y-z-d-cYbxEryCezMe1dMe2cPO4, где Me1 - один из ионов элементов II группы Периодической системы - Са2+, Sr2+, Ва2+; Me2 - один из ионов элементов IV (Ti4+, Zr4+, Si4+) или V (Nb5+, Та5+) группы Периодической системы; 0,2≤x≤0,94; 0,001≤у≤0,10; 0,0001≤z≤0,01; 0,01≤d≤0,1; 0,005≤с≤0,05; x+y+z+d+c<1. Изобретение позволяет увеличить глубину фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции в областях 0,96-1,04 мкм и 1,5-1,6 мкм без существенного изменения спектрального состава исходного излучения при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм. 5 ил., 1 табл., 17 пр.

 

Описание изобретения

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для производства нового класса инфракрасных люминофоров комплексного принципа действия, обладающих при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм одновременным эффективным фотостимулированным тушением стоксовой ИК люминесценции ионов Yb3+ и Er3+ в областях 0,96-1,04 и 1,5-1,6 мкм без существенного изменения спектрального состава исходного излучения.

Инфракрасный люминофор комплексного принципа действия на основе ортофосфата иттрия имеет химический состав, соответствующий следующей эмпирической формуле: Y1-x-y-z-d-cYbxEryCezMe1dMe2cPO4, где Me1 - один из ионов элементов II группы Периодической системы Д.И. Менделеева - Са2+, Sr2+, Ва2+; Me2 - один из ионов элементов IV (Ti4+, Zr4+, Si4+) или V (Nb5+, Та5+) группы Периодической системы Д.И. Менделеева; 0,2≤x≤0,94; 0,001≤у≤0,10; 0,0001≤z≤0,01; 0,01≤d≤0,1; 0,005≤с≤0,05; x+y+z+d+c<1.

Инфракрасный люминофор комплексного принципа действия на основе ортофосфата иттрия с одновременным эффективным фотостимулированным тушением стоксовой ИК люминесценции ионов Yb3+ и Er3+ в областях 0,96-1,04 и 1,5-1,6 мкм может быть использован в изделиях, предназначенных для регистрации модулированного излучения полиспектрального состава, а также для создания новых типов полиспектрально-чувствительных изделий, в которых необходимо иметь уникальное сочетание нескольких спектрально-кинетических параметров ИК полос люминесценции в областях 0,96-1,04 и 1,5-1,6 мкм.

Цель изобретения

Заявленное изобретение направлено на создание не имеющего аналогов в мировой практике нового состава инфракрасного люминофора комплексного принципа действия на основе ортофосфата иттрия, обладающего при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм одновременным эффективным фотостимулированным тушением стоксовой ИК люминесценции ионов Yb3+ и Er3+ в областях 0,96-1,04 и 1,5-1,6 мкм без существенного изменения спектрального состава исходного излучения. Под люминофором комплексного принципа действия в данном изобретении принято понимать такой люминофор, при проведении приборного контроля которого определяется не один, а два или более связанных между собой заданным образом спектрально-кинетических параметра, например, интенсивности нескольких спектральных полос излучения в видимой и ИК областях спектра или длительности послесвечения этих полос при совместном воздействии двух и более возбуждающих излучений, позволяющих при дальнейшей машинной обработке полученных данных формировать различные скрытые и труднорасшифруемые коды или разнообразные их комбинации.

Актуальность и сложность поставленной задачи вытекает из проведенного авторами данного изобретения обобщенного анализа известных к настоящему времени патентных и журнальных данных по люминофорам на основе ортофосфатов иттрия и РЗЭ, который в хронологическом порядке приводится ниже.

Существующий уровень.

Известен люминофор на основе ортофосфатов иттрия и редкоземельных элементов (РЗЭ), химический состав которого описывается следующей химической формулой (Европейский патент ЕР №1108772 А2 кл. C09K 11/81 от 20.06.2001):

LnxCeyTbzPO4

где Ln - La, Gd, Y;

0≤х≤1; 0≤y≤1; 0≤z≤0,4; x+y+z=1.

Основная область его применения - производство люминесцентных ламп. При УФ возбуждении в люминесцентных лампах указанный люминофор излучает в желто-зеленой области спектра. Основные недостатки этого люминофора, исключающие возможность его применения в качестве инфракрасного люминофора комплексного принципа действия с эффективным фотостимулированным тушением стоксовой ИК люминесценции в областях 0,96-1,04 и 1,5-1,6 мкм, заключаются в том, что он не поглощает ИК излучение в области 0,94-0,98 мкм и не люминесцирует в областях 0,96-1,04 и 1,5-1,6 мкм. Эти недостатки носят принципиальный физический характер и обусловлены отсутствием в составе этого люминофора редкоземельных ионов (РЗИ), как эффективно поглощающих ИК излучение в области 0,94-0,98 мкм, так и излучающих в областях 0,96-1,04 и 1,5-1,6 мкм (G.H. Dicke. Spectra and energy levels of rare-earth ions in crystals. N.-Y. - London - Sydney - Toronto. 1968. 401 c.).

Для улучшения светотехнических, эксплуатационных и технологических параметров вышеуказанного люминофора (LnxCeyTbzPO4) предложено дополнительно вводить в его состав Pb и Sn (Патент Японии №1-165689, кл. C09K 11/81 от 29.06.1989), Hf и Zr (Патент Японии №57-187383, кл. C09K 11/475 от 18.11.1982), Sb (Патент Японии №62-089790, кл. C09K 11/81 от 24.04.1987), Li, В, S (Патент Японии №9249879, кл. C09K 11/08 от 22.09.1997), Tm, SiO2, B2O3 (Патент Японии №3167289, кл. C09K 11/81 от 19.07.1991), Dy, Al2O3, SiO2, LiF (Патент Японии №63-154785, кл. C09K 11/79 от 28.06.1988), Li, Na, K, Rb, Cs, SiO2 (Патент США №4629582, кл. 252/3014R от 16.12.1986), Н3ВО3 (Патент США №4764301, кл. 252/2014R от 16.08.1988). Указанные модифицированные люминофоры на основе ортофосфатов РЗЭ обладают теми же недостатками, а именно отсутствием поглощения ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и эффективной стоксовой ИК люминесценцией в областях 0,96-1,04 и 1,5-1,6 мкм.

Известен нестехиометрический ортофосфат иттербия с низкой инфракрасной отражательной способностью (Патент США №5911921 кл. 252/584 от 15.06.1999). Предложенный материал предназначен для применения как инфракрасный компонент в невидимых чернилах, используемых для печатания информационных полос, таких как штрихкод. Преимуществом такого материала является высокая поглощающая способность ИК излучения из области 0,94-0,98 мкм. Основным недостатком является отсутствие стоксовой ИК люминесценции в области 1,5-1,6 мкм при возбуждении ИК излучением 0,94-0,98 мкм. Этот недостаток носит принципиальный характер и обусловлен тем, что в составе предложенного материала полностью отсутствуют редкоземельные ионы, излучающие в области 1,5-1,6 мкм.

Известны инфракрасные люминофоры на основе ортофосфата иттрия, химический состав которого описывается следующей обобщающей химической формулой (Патент США №5611958, кл. C09K 11/70 от 18.03.1997):

LnxB1-xPO4

где Ln - по меньшей мере один из элементов из группы, состоящей из Nd, Yb, Er;

В - по меньшей мере один из элементов группы, состоящей из Y, La, Gd, Bi, Се, Lu, In, Pr и Tb;

0,01≤x≤0,99.

Область их применения - защита ценных бумаг.

Анализ светотехнических параметров вышеуказанных ИК люминофоров позволил установить, что среди них только люминофоры, активированные совместно ионами Yb3+ и Er3+, обладают способностью как поглощать в результате оптических переходов 4I15/24G9/2, 4G11/2; 4I15/24I11/2 в ионе Er3+ и 2F7/22F5/2 в ионе Yb3+ излучение соответственно в областях 0,30-0,750 и 0,94-0,98 мкм, так и преобразовывать поглощенное излучение за счет излучательных переходов 4I11/24I15/2; 4I13/24I15/2 в ионе Er3+ и 2F5/22F7/2 в ионе Yb3+ в требуемую стоксовую ИК люминесценцию в областях 0,96-1,04 и 1,5-1,6 мкм (Фиг. 1). Как видно на Фиг. 1, относительно близкое расположение нижних штарковских компонентов возбужденных состояний 2F5/2 иона Yb3+ и 4I11/2 ионов Er3+ обеспечивает высокую эффективность прямого и обратного переноса энергии между ионами Er3+ и Yb3+. Таким образом, в спектрах стационарной люминесценции вышеуказанных известных инфракрасных люминофоров, активированных ионами Er3+ и Yb3+, при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм первая группа стоксовых ИК полос люминесценции в области 0,96-1,04 мкм является результатом наложения друг на друга (с соответствующим спектрально-энергетическим суммированием) интенсивности ИК полос излучения иона Er3+ в области 0,96-1,02 мкм (переход 4I13/24I15/2) и ионов Yb3+ в области 0,97-1,04 мкм (переход 2F5/22F7/2), а вторая группа стоксовых ИК полос люминесценции в области 1,5-1,6 мкм является результатом только излучательного перехода 4I13/24I15/2 в ионе Er3+. Эти уникальные особенности ионов Er3+ и Yb3+ имеют принципиальный физический характер и связаны с фундаментальными свойствами уровней ионов Er3+ и Yb3+ в кристаллах (G.H. Dicke. Spectra and energy levels of rare-earth ions in crystals. N.-Y. - London - Sydney - Toronto. 1968. 401 c.).

Основным недостатком известных инфракрасных люминофоров на основе ортофосфата иттрия, активированного ионами Er3+ и Yb3+, полностью исключающим возможность их использования в качестве инфракрасного люминофора комплексного принципа действия с эффективным фотостимулированным тушением стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм без существенного изменения спектрального состава исходного излучения, является полное отсутствие фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм.

Величину (глубину) фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в областях 0,96-1,04 и 1,5-1,6 мкм для вышеуказанных люминофоров определяли по формуле:

где Iл - интенсивность стоксовых ИК полос люминесценции в областях 0,96-1,04 и 1,5-1,6 мкм при воздействии только возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм;

Iл+с - интенсивность стоксовых ИК полос люминесценции в областях 0,96-1,04 и 1,5-1,6 мкм при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому решению является выбранный в качестве прототипа инфракрасный люминофор на основе ортофосфата иттрия, химический состав которого описывается следующей химической формулой:

Y1-x-y-zYbxEryCezPO4

где 0,10≤х≤0,88;

0,0001≤y≤0,1;

0,0001≤z≤0,01;

(Патент RU №243492602, кл. C09K 11/77 от 11.11.2009).

Область его технического применения - защита ценных бумаг, документов, бланков строгой отчетности, знаков соответствия товаров и изделий, акцизных и сертификационных марок.

К достоинствам этого инфракрасного люминофора относятся:

- способность эффективно поглощать возбуждающее ИК излучение в области 0,94-0,98 мкм за счет оптических переходов 4I15/24I11/2 в ионе Er3+ и 2F7/22F5/2 в ионе Yb3+ (Фиг. 1);

- способность эффективно поглощать стимулирующее излучение в области 0,30-0,75 мкм за счет оптического перехода 4I15/24G9/2, 4G11/2 в ионе Er3+ (Фиг. 1);

- способность эффективно преобразовывать поглощенное излучение в требуемую стоксовую ИК люминесценцию в областях 0,96-1,04 и 1,5-1,6 мкм за счет излучательного перехода 4I13/24I15/2 в ионе Er3+ и 2F5/22F7/2 в ионе Yb3+ (Фиг. 1);

- повышенная интенсивность стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм за счет протекания следующих кросс-релаксационных процессов (фиг. 2):

4S3/2 (Er3+), 2F5/2 (Се3+) → 4F9/2 (Er3+), 2F7/2 (Се3+)

4F9/2 (Er3+), 2F5/2 (Ce3+) → 4I9/2 (Er3+), 2F7/2 (Ce3+)

4I11/2 (Er3+), 2F5/2 (Ce3+) → 4I13/2 (Er3+), 2F7/2 (Ce3+);

- минимальная видимая антистоксовая люминесценция ионов Er3+ в области 0,4-0,7 мкм при воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм за счет вышеуказанных кросс-релаксационных процессов (фиг. 1).

Основным недостатком предложенного в прототипе инфракрасного люминофора, полностью исключающим возможность его использования в качестве инфракрасного люминофора комплексного принципа действия с эффективным фотостимулированным тушением стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм без существенного изменения спектрального состава исходного излучения, является полное отсутствие фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм (Фиг. 3).

Рассмотрим основные причины возникновения вышеуказанных недостатков, вытекающие из них проблемные моменты и новые технические решения, направленные на их устранение, которые в конечном итоге будут отличать заявляемое изобретение от прототипа, а также определять ее новизну и изобретательский уровень.

Проведенный нами теоретический анализ физических процессов, протекающих в неорганических люминофорах, активированных редкоземельными ионами, при однофотонном возбуждении (ИК излучением в области 0,94-0,98 мкм) и двухфотонном возбуждении (совместное воздействие возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм) позволил разработать единый концептуальный подход к созданию нового класса люминофоров, обеспечивающих эффективное фотостимулированное тушение полученной при возбуждении ИК излучением в области 0,94-0,98 мкм видимой антистоксовой и стоксовой ИК люминесценции редкоземельных ионов за счет воздействия стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм. Согласно этому подходу, для создания нового ИК люминофора комплексного принципа действия с эффективным фотостимулированным тушением стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм на основе ортофосфата иттрия со структурой ксенотима необходимо выполнение трех условий.

Первое условие предусматривает присутствие в составе нового ИК люминофора комплексного принципа действия в качестве активатора и сенсибилизатора оптически активных ионов, обеспечивающих при возбуждении ИК излучением в области 0,94-0,98 мкм появление требуемой стоксовой ИК люминесценции в областях 0,96-1,04 и 1,5-1,6 мкм. Для выполнения этого условия новый ИК люминофор комплексного принципа действия должен содержать одновременно в качестве активатора и сенсибилизатора соответственно оптически активные ионы Er3+ и Yb3+, эффективно поглощающих, как указывалось ранее, в результате оптических переходов 4I15/24I11/2 в ионе Er3+ и 2F7/22F5/2 в ионе Yb3+ ИК излучение в области 0,94-0,98 мкм и излучающие в результате излучательных переходов 4I11/24I15/2; 4I13/24I15/2 в ионе Er3+ и 2F5/22F7/2 в ионе Yb3+ требуемую стоксовую ИК люминесценцию в областях 0,96-1,04 и 1,5-1,6 мкм. В предложенном в прототипе инфракрасном люминофоре в качестве активатора и сенсибилизатора используются ионы Er3+ и Yb3+, что полностью соответствует первому условию.

Второе условие предусматривает присутствие в составе нового ИК люминофора комплексного принципа действия ионов, образующих в запрещенной зоне матрицы ИК люминофора донорные уровни (глубокие электронные ловушки с малой вероятностью освобождения локализованных на них электронов при комнатной температуре). Образование подобного рода ловушек может быть достигнуто за счет частичного гетеровалентного замещения катионов матрицы нового ИК люминофора другими ионами, обладающими большим сечением захвата электронов. Анализ кривых термовысвечивания (ТСЛ) двухактиваторных систем LnPO4:Er, MeIV и LnPO4:Er, MeV (где MeIV и MeV - элементы IV и V групп Периодической системы Д.И. Менделеева) показывает, что такими ионами могут быть ионы Ti, Zr, Si, Nb, Та. В предложенном в прототипе ИК люминофоре не предложено использовать ионы вышеуказанных элементов, что принципиально с физической точки зрения существенно ограничивает функциональные возможности люминофора.

Третье условие предусматривает присутствие в составе предлагаемого ИК люминофора комплексного принципа действия ионов, образующих в запрещенной зоне матрицы ИК люминофора акцепторные уровни (глубокие дырочные ловушки с малой вероятностью освобождения локализованных на них дырок при комнатной температуре). Образование подобного рода ловушек может быть достигнуто за счет гетеровалентного замещения катионов матрицы нового ИК люминофора другими ионами, обладающимим большим сечением захвата дырок. Анализ кривых ТСЛ двухактиваторных систем LnPO4:Er, MeII (где MeII - элемент II группы Периодической системы Д.И. Менделеева) позволил установить, что такими ионами могут быть ионы элементов Са, Sr, и Ва. В предложенном в прототипе люминофоре не предложено использовать ионы вышеуказанных элементов, что принципиально с физической точки зрения существенно ограничивает функциональные возможности люминофора.

Из приведенных данных следует, что эффективное фотостимулированное тушение стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм без существенного изменения спектрального состава исходного излучения известного ИК люминофора на основе ортофосфата иттрия, активированного ионами Er3+, соактивированного ионами Се3+, и сенсибилизированного ионами Yb3+, при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм может быть достигнуто за счет одновременного присутствия в люминофоре наряду с ионами Er3+, Yb3+ и Се3+ одной пары из вышеуказанных элементов ионов II и IV или II и V групп Периодической системы Д.И. Менделеева. При этом глубина фотостимулированного тушения и ее кинетические параметры будут определяться свойствами образованного совместно ионами Er3+, Yb3+, Се3+, MeII, MeIV или MeV ассоциированного комплекса, вероятность образования которого существенно увеличивается с повышением концентрации ионов элементов II, IV или V групп Периодической системы Д.И. Менделеева.

Суммируя вышеприведенное, можно сделать обобщенный вывод, что предложенный в прототипе инфракрасный люминофор на основе ортофосфата иттрия не отвечает по химическому составу, типу и количеству соактивирующих ионов и их концентрационным пределам основным условиям достижения максимального фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм.

Таким образом, в процессе создания заявляемого авторами изобретения были последовательно рассмотрены известные патенты по люминофорам на основе ортофосфатов иттрия, активированных редкоземельными ионами, выявлены их основные недостатки, установлены основные причины их возникновения и вытекающие из них проблемные моменты, предложены и обоснованы новые технические решения, направленные на решение проблемных моментов, которые и отличают заявляемое изобретение от прототипа, т.е. являются отличительными признаками.

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к существенному увеличению глубины фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм без существенного изменения спектрального состава исходного излучения при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм известного инфракрасного люминофора на основе ортофосфата иттрия, активированного ионами Er3+, соактивированного ионами Се3+ и сенсибилизированного ионами Yb3+.

Данный технический результат достигается тем, что он дополнительно содержит в катионной подрешетке в качестве соактивирующих ионов пару из ионов элементов II и IV или II и V групп Периодической системы Д.И. Менделеева и имеет химический состав, соответствующий следующей эмпирической формуле:

Y1-x-y-z-d-cYbxEryCezMe1dMe2cPO4

где Me1 - один из ионов элементов II группы Периодической системы Д.И. Менделеева - Са2+, Sr2+, Ва2+;

Me2 - один из ионов элементов IV (Ti4+, Zr4+, Si4+) или V (Nb5+, Та5+) группы Периодической системы Д.И. Менделеева;

0,2≤x≤0,94;

0,001≤у≤0,1;

0,0001≤z≤0,01;

0,01≤d≤0,1;

0,005≤с≤0,05;

x+y+z+d+c<1.

По отношению к прототипу у заявляемого изобретения имеются следующие отличительные признаки.

1. Содержание оптически активных ионов Yb3+ в заявляемом люминофоре изменяется в пределах 0,2≤x≤0,94.

2. В качестве ионов элементов II группы Периодической системы Д.И. Менделеева в заявляемом люминофоре дополнительно используются ионы Са2+, Sr2+, Ва2+.

3. Содержание ионов элементов II группы Периодической системы Д.И. Менделеева Са2+, Sr2+, Ва2+ в заявляемом люминофоре изменяется в пределах 0,01≤d≤0,1.

4. В качестве ионов элементов IV группы Периодической системы Д.И. Менделеева в заявляемом люминофоре дополнительно используются ионы Ti, Zr, Si.

5. Содержание ионов элементов IV группы Периодической системы Д.И. Менделеева Ti4+, Zr4+, Si4+ в заявляемом люминофоре изменяется в пределах 0,005≤с≤0,05.

6. В качестве ионов элементов V группы Периодической системы Д.И. Менделеева в заявляемом люминофоре дополнительно используются ионы Nb5+, Та5+.

7. Содержание ионов элементов V группы Периодической системы Д.И. Менделеева Nb5+, Та5+ в заявляемом люминофоре изменяется в пределах 0,005≤с≤0,05.

Сущность изобретения

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что технический результат достигается при условии применения всей совокупности отличительных признаков

1. Введение в катионную подрешетку заявленного ИК люминофора комплексного принципа действия вышеуказанных количеств оптически активных ионов Yb3+ обеспечивает как максимальное поглощение за счет ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм, так и ее эффективное преобразование за счет оптического перехода 2F5/22F7/2 в требуемое стоксовое ИК излучение в области 0,96-1,04 мкм.

2. Введение в катионную подрешетку заявленного ИК люминофора комплексного принципа действия ионов элементов II группы Периодической системы Д.И. Менделеева Са2+, Sr2+, Ва2+ обеспечивает образование в запрещенной зоне матрицы акцепторных уровней (глубоких дырочных ловушек с малой вероятностью освобождения локализованных на них дырок при комнатной температуре) с оптимальной глубиной их залегания.

3. Введение в катионную подрешетку заявленного ИК люминофора комплексного принципа действия вышеуказанных количеств ионов элементов II группы Периодической системы Д.И. Менделеева Са2+, Sr2+, Ва2+ обеспечивает наибольшую плотность глубоких дырочных ловушек.

4. Введение в катионную подрешетку заявленного ИК люминофора комплексного принципа действия ионов элементов IV группы Периодической системы Д.И. Менделеева Ti4+, Zr4+, Si4+ обеспечивает образование в запрещенной зоне матрицы донорных уровней (глубоких электронных ловушек с малой вероятностью освобождения локализованных на них электронов при комнатной температуре) с оптимальной глубиной их залегания.

5. Введение в катионную подрешетку заявленного ИК люминофора комплексного принципа действия вышеуказанных количеств ионов элементов IV группы Периодической системы Д.И. Менделеева Ti4+, Zr4+, Si4+ обеспечивает наибольшую плотность глубоких электронных ловушек.

6. Введение в катионную подрешетку заявленного ИК люминофора комплексного принципа действия ионов элементов V группы Периодической системы Д.И. Менделеева Nb5+, Та5+ обеспечивает образование в запрещенной зоне матрицы донорных уровней (глубоких электронных ловушек с малой вероятностью освобождения локализованных на них электронов при комнатной температуре) с оптимальной глубиной их залегания.

7. Введение в катионную подрешетку заявленного ИК люминофора комплексного принципа действия вышеуказанных количеств ионов элементов V группы Периодической системы Д.И. Менделеева Nb5+, Та5+ обеспечивает наибольшую плотность глубоких электронных ловушек.

8. Одновременное введение в катионную подрешетку заявленного ИК люминофора комплексного принципа действия оптически активных в ИК области спектра ионов Er3+, Yb3+, Се3+ и пары из ионов элементов II и IV (Са2+, Sr2+, Ва2+, Ti4+, Zr4+, Si4+) или II и V (Са2+, Sr2+, Ва2+, Nb5+, Та5+) групп Периодической системы Д.И. Менделеева приводит к образованию ассоциативного комплекса, обеспечивающего при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм эффективное фотостимулированное тушение стоксового ИК излучения ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и ИК излучения ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм без существенного изменения спектрального состава исходного излучения.

10. Одновременное введение в катионную подрешетку заявленного ИК люминофора комплексного принципа действия оптически активных в ИК области спектра ионов Er3+, Yb3+, Се3+ и пары из ионов элементов II и IV (Ca2+, Sr2+, Ва2+, Ti4+, Zr4+, Si4+) или II и V (Ca2+, Sr2+, Ba2+, Nb5+, Ta5+) в вышеуказанных количествах приводит к образованию ассоциативных комплексов в оптимальных концентрациях, обеспечивающих при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм наибольшую глубину фотостимулированного тушения стоксового ИК излучения ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и ИК излучения ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм без существенного изменения спектрального состава исходного излучения.

Указанные в формуле изобретения количественные пределы ионов Er3+, Са2+, Sr2+, Ва2+, Ti4+, Zr4+, Si4+, Nb5+, Ta5+, входящих в состав заявляемого ИК люминофора комплексного принципа действия, определены экспериментально, исходя из условий достижения как высокой интенсивности стоксового ИК излучения ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксового ИК излучения ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм при однофотонном возбуждении ИК излучением в области 0,94-0,98 мкм, так и максимальной глубины фотостимулированного тушения стоксового ИК излучения ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксового ИК излучения ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм (двухфотонное возбуждение).

При этом уменьшение содержания ионов Er3+ и Yb3+ до значений меньших, чем указанные в формуле изобретения, приводит к существенному уменьшению интенсивности стоксового ИК излучения ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксового ИК излучения ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм при однофотонном возбуждении ИК излучением в области 0,94-0,98 мкм. Увеличение содержания ионов Er3+ и Yb3+ до значений больших, чем указанные в формуле изобретения, также приводит к существенному уменьшению интенсивности стоксового ИК излучения ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксового ИК излучения ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм при однофотонном возбуждении ИК излучением в области 0,94-0,98 мкм.

Уменьшение содержания ионов Са2+, Sr2+, Ва2+, Ti4+, Zr4+, Si4+, Nb5+, Ta5+ до значений меньших, чем указанные в формуле изобретения, приводит к существенному уменьшению глубины фотостимулированного тушения стоксового ИК излучения ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксового ИК излучения ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм при совместном (двухфотонном) воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм.

Следовательно, между отличительными признаками и техническим результатом заявляемого изобретения имеется причинно-следственная связь, т.к. именно эти признаки только в своей совокупности обеспечивают достижение требуемого технического результата.

По имеющимся у авторов сведениям, совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого изобретения, не известна из достигнутого уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «новизна».

По мнению авторов, сущность заявляемого изобретения не следует явным образом для специалистов из достигнутого уровня техники, т.к. из него не выявляется вышеуказанное влияние на получаемый технический результат - новое свойство объекта - совокупности признаков, которые отличают от прототипа заявляемое изобретение, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «изобретательский уровень».

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, может быть многократно использована в производстве ИК люминофоров на основе ортофосфатов иттрия, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «промышленная новизна».

Заявляемый ИК люминофор с использованием всей совокупности отличительных признаков описывается примерами.

Пример 1 (прототип).

Шихту для получения люминофора по прототипу готовили по следующей рецептуре:

Y2O3=2,26 г

Yb2O3=346,72 г

Er2O3=38,3 г

CeO2=3,44 г

(NH4)2HPO4=262,78 г

Li2CO3=8,5 г.

Для этого компоненты шихты тщательно смешивают в фарфоровой мельнице с шарами. Полученную шихту загружают в кварцевые тигли емкостью 1,0 л или в кварцевые кюветы емкостью 6 л, накрывают крышкой и прокаливают на воздухе при температуре 1250°С в течение 2 часов. После охлаждения прокаленную шихту размалывали, отмывали горячей дистиллированной водой до рН=6-7. Отмытый люминофор отфильтровывали, сушили при температуре 100-110°С и просеивали через сито №76. Химический состав и глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм синтезированного по прототипу люминофора приведены в табл. 1.

В спектрах люминесценции этого люминофора (Фиг. 3) в ИК областях 0,96-1,04 и 1,5-1,6 мкм как при однофотонном возбуждении ИК излучением 0,94 мкм, так и при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения 0,94 мкм и стимулирующего излучения 0,365 мкм наблюдаются характерные для ионов Er3+ стоксовые ИК полосы излучения ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовые ИК полосы излучения ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм (излучательные переходы 4I11/24I15/2; 4I13/24I15/2 в ионе Er3+ и 2F5/22F7/2 в ионе Yb3+). Как наглядно видно на Фиг. 3, при переходе от однофотонного к двухфотонному возбуждению эффект фотостимулированного тушения всех вышеуказанных стоксовых ИК полос люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовых ИК полос излучения ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм для известного инфракрасного люминофора на основе ортофосфата иттрия, активированного ионами Er3+, соактивированного ионами Се3+, и сенсибилизированного ионами Yb3+, состава Y0,01Yb0,88Er0,1Ce0,01PO4 (прототип) не наблюдается. При совместном воздействии возбуждающего ИК излучения 0,94 мкм и стимулирующего излучения 0,365 мкм наблюдается небольшое увеличение интенсивности стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм, связанное с прямым фотовозбуждением ионов Er3+ стимулирующим излучением в области 0,30-0,75 мкм (переход 4I15/24G9/2, 4G11/2).

Пример 2.

Шихту для получения ИК люминофора по заявляемому изобретению готовили по следующей рецептуре:

Y2O3=25,88 г

Yb2O3=334,9 г

Er2O3=1,93 г

СеО2=0,172 г

СаСО3=5 г

TiO2=0,8 г

(NH4)2HPO4=262,78 г

Li2CO3=8,5 г.

Все остальные технологические операции синтеза этого ИК люминофора проводили согласно примеру 1. Химический состав и глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм полученного по заявляемому изобретению ИК люминофора приведены в табл. 1.

В спектрах люминесценции этого люминофора (Фиг. 4) в ИК областях спектра 0,96-1,04 и 1,5-1,6 мкм как при однофотонном возбуждении ИК излучением 0,94 мкм, так и при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения 0,94 мкм и стимулирующего излучения 0,365 мкм наблюдаются только характерные для ионов Er3+ и Yb3+ стоксовые ИК полосы люминесценции в области 0,96-1,04 мкм и ИК полосы люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм, связанные с оптическими переходами 4I11/24I15/2; 4I13/24I15/2 в ионе Er3+ и 2F5/22F7/2 в ионе Yb3+. Как наглядно видно на Фиг. 4, при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения 0,94 мкм и стимулирующего излучения 0,365 мкм для полученного люминофора наблюдается эффект фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм. Согласно приведенным в табл. 1 данным, глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм синтезированного по заявляемому изобретению ИК люминофора составляет соответственно 16 и 17%.

Пример 3.

Шихту для получения ИК люминофора по заявляемому изобретению готовили по следующей рецептуре:

Y2O3=21,36r

Yb2O3=334,9 г

Er2O3=1,93 г

СеО2=0,172 г

СаСО3=5 г

TiO2=4 г

(NH4)2HPO4=262,78 г

Li2CO3=8,5 г.

Все остальные технологические операции синтеза этого ИК люминофора проводили согласно примеру 1. Химический состав и глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм полученного по заявляемому изобретению ИК люминофора приведены в табл. 1.

В спектрах люминесценции этого люминофора (Фиг. 5) в ИК областях спектра 0,96-1,04 и 1,5-1,6 мкм как при однофотонном возбуждении ИК излучением 0,94 мкм, так и при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения 0,94 мкм и стимулирующего излучения 0,365 мкм наблюдаются только характерные для ионов Er3+ и Yb3+ стоксовые ИК полосы люминесценции в области 0,96-1,04 мкм и ИК полосы люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм, связанные с оптическими переходами 4I11/24I15/2; 4I13/24I15/2 в ионе Er3+ и 2F5/22F7/2 в ионе Yb3+. Как наглядно видно на Фиг. 5, при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения 0,94 мкм и стимулирующего излучения 0,365 мкм для полученного люминофора наблюдается эффект фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм. Согласно приведенным в табл. 1 данным, глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм синтезированного по заявляемому изобретению ИК люминофора составляет соответственно 43 и 44%.

Пример 4.

Шихту для получения ИК люминофора по заявляемому изобретению готовили по следующей рецептуре:

Y2O3=15,7r

Yb2O3=334,9 г

Er2O3=1,93 г

СеО2=0,172 г

СаСО3=5 г

TiO2=8 г

(NH4)2HPO4=262,78 г

Li2CO3=8,5 г.

Все остальные технологические операции синтеза этого ИК люминофора проводили согласно примеру 1. Химический состав и глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм полученного по заявляемому изобретению ИК люминофора приведены в табл. 1.

В спектрах люминесценции этого люминофора в ИК областях спектра 0,96-1,04 и 1,5-1,6 мкм как при однофотонном возбуждении ИК излучением в области 0,94-0,98 мкм, так и при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм наблюдаются только характерные для ионов Er3+ и Yb3+ стоксовые ИК полосы люминесценции в области 0,96-1,04 мкм и ИК полосы люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм, связанные с оптическими переходами 4I11/24I15/2; 4I13/24I15/2 в ионе Er3+ и 2F5/22F7/2 в ионе Yb3+. При совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм для полученного люминофора наблюдается эффект фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм. Согласно приведенным в табл. 1 данным, глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм синтезированного по заявляемому изобретению ИК люминофора составляет соответственно 19 и 23%.

Пример 5.

Шихту для получения ИК люминофора по заявляемому изобретению готовили по следующей рецептуре:

Y2O3=24,74 г

Yb2O3=334,9 г

Er2O3=1,93 г

СеО2=0,172 г

СаСО3=2 г

TiO2=4 г

(NH4)2HPO4=262,78 г

Li2CO3=8,5 г.

Все остальные технологические операции синтеза этого ИК люминофора проводили согласно примеру 1. Химический состав и глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм полученного по заявляемому изобретению ИК люминофора приведены в табл. 1.

В спектрах люминесценции этого люминофора в ИК областях спектра 0,96-1,04 и 1,5-1,6 мкм как при однофотонном возбуждении ИК излучением в области 0,94-0,98 мкм, так и при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм наблюдаются только характерные для ионов Er3+ и Yb3+ стоксовые ИК полосы люминесценции в области 0,96-1,04 мкм и ИК полосы люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм, связанные с оптическими переходами 4I11/24I15/2; 4I13/24I15/2 в ионе Er3+ и 2F5/22F7/2 в ионе Yb3+. При совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм для полученного люминофора наблюдается эффект фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм. Согласно приведенным в табл. 1 данным, глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм синтезированного по заявляемому изобретению ИК люминофора составляет соответственно 27 и 27%.

Пример 6.

Шихту для получения ИК люминофора по заявляемому изобретению готовили по следующей рецептуре:

Y2O3=15,7r

Yb2O3=334,9 г

Er2O3=1,93 г

СеО2=0,172 г

СаСО3=10 г

TiO2=4 г

(NH4)2HPO4=262,78 г

Li2CO3=8,5 г.

Все остальные технологические операции синтеза этого ИК люминофора проводили согласно примеру 1. Химический состав и глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм полученного по заявляемому изобретению ИК люминофора приведены в табл. 1.

В спектрах люминесценции этого люминофора в ИК областях спектра 0,96-1,04 и 1,5-1,6 мкм как при однофотонном возбуждении ИК излучением в области 0,94-0,98 мкм, так и при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм наблюдаются только характерные для ионов Er3+ и Yb3+ стоксовые ИК полосы люминесценции в области 0,96-1,04 мкм и ИК полосы люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм, связанные с оптическими переходами 4I11/24I15/2; 4I13/24I15/2 в ионе Er3+ и 2F5/22F7/2 в ионе Yb3+. При совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм для полученного люминофора наблюдается эффект фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yd3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм. Согласно приведенным в табл. 1 данным, глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм синтезированного по заявляемому изобретению ИК люминофора составляет соответственно 21 и 22%.

Пример 7.

Шихту для получения ИК люминофора по заявляемому изобретению готовили по следующей рецептуре:

Y2O3=4,40 г

Yb2O3=334,9 г

Er2O3=1,93 г

СеО2=0,172 г

СаСО3=20 г

TiO2=4 г

(NH4)2HPO4=262,78 г

Li2CO3=8,5 г.

Все остальные технологические операции синтеза этого ИК люминофора проводили согласно примеру 1. Химический состав и глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм полученного по заявляемому изобретению ИК люминофора приведены в табл. 1.

В спектрах люминесценции этого люминофора в ИК областях спектра 0,96-1,04 и 1,5-1,6 мкм как при однофотонном возбуждении ИК излучением в области 0,94-0,98 мкм, так и при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм наблюдаются только характерные для ионов Er3+ и Yb3+ стоксовые ИК полосы люминесценции в области 0,96-1,04 мкм и ИК полосы люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм, связанные с оптическими переходами 4I11/24I15/2; 4I13/24I15/2 в ионе Er3+ и 2F5/22F7/2 в ионе Yb3+. При совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм для полученного люминофора наблюдается эффект фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм. Согласно приведенным в табл. 1 данным, глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм синтезированного по заявляемому изобретению ИК люминофора составляет соответственно 18 и 19%.

Пример 8.

Шихту для получения ИК люминофора по заявляемому изобретению готовили по следующей рецептуре:

Y2O3=22,26 г

Yb2O3=334,9 г

Er2O3=0,396 г

СеО2=0,172 г

СаСО3=5 г

TiO2=4 г

(NH4)2HPO4=262,78 г

Li2CO3=8,5 г.

Все остальные технологические операции синтеза этого ИК люминофора проводили согласно примеру 1. Химический состав и глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм полученного по заявляемому изобретению ИК люминофора приведены в табл. 1.

В спектрах люминесценции этого люминофора в ИК областях спектра 0,96-1,04 и 1,5-1,6 мкм как при однофотонном возбуждении ИК излучением в области 0,94-0,98 мкм, так и при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм наблюдаются только характерные для ионов Er3+ и Yb3+ стоксовые ИК полосы люминесценции в области 0,96-1,04 мкм и ИК полосы люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм, связанные с оптическими переходами 4I11/24I15/2; 4I13/24I15/2 в ионе Er3+ и 2F5/22F7/2 в ионе Yb3+. При совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм для полученного люминофора наблюдается эффект фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм. Согласно приведенным в табл. 1 данным, глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм синтезированного по заявляемому изобретению ИК люминофора составляет соответственно 50 и 50%.

Пример 9.

Шихту для получения ИК люминофора по заявляемому изобретению готовили по следующей рецептуре:

Y2O3=2,14r

Yb2O3=334,9 г

Er2O3=38,6 г

СеО2=0,172 г

СаСО3=4 г

TiO2=3,2 г

(NH4)2HPO4=262,78 г

Li2CO3=8,5 г.

Все остальные технологические операции синтеза этого ИК люминофора проводили согласно примеру 1. Химический состав и глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм полученного по заявляемому изобретению ИК люминофора приведены в табл. 1.

В спектрах люминесценции этого люминофора в ИК областях спектра 0,96-1,04 и 1,5-1,6 мкм как при однофотонном возбуждении ИК излучением в области 0,94-0,98 мкм, так и при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм наблюдаются только характерные для ионов Er3+ и Yb3+ стоксовые ИК полосы люминесценции в области 0,96-1,04 мкм и ИК полосы люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм, связанные с оптическими переходами 4I11/24I15/2; 4I13/24I15/2 в ионе Er3+ и 2F5/22F7/2 в ионе Yb3+. При совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм для полученного люминофора наблюдается эффект фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм. Согласно приведенным в табл. 1 данным, глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм синтезированного по заявляемому изобретению ИК люминофора составляет соответственно 23 и 24%.

Пример 10.

Шихту для получения ИК люминофора по заявляемому изобретению готовили по следующей рецептуре:

Y2O3=1,02 г

Yb2O3=370,4 г

Er2O3=1,93 г

СеО2=0,172 г

СаСО3=5 г

TiO2=4 г

(NH4)2HPO4=262,78 г

Li2CO3=8,5 г.

Все остальные технологические операции синтеза этого ИК люминофора проводили согласно примеру 1. Химический состав и глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм полученного по заявляемому изобретению ИК люминофора приведены в табл. 1.

В спектрах люминесценции этого люминофора в ИК областях спектра 0,96-1,04 и 1,5-1,6 мкм как при однофотонном возбуждении ИК излучением в области 0,94-0,98 мкм, так и при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм наблюдаются только характерные для ионов Er3+ и Yb3+ стоксовые ИК полосы люминесценции в области 0,96-1,04 мкм и ИК полосы люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм, связанные с оптическими переходами 4I11/24I15/2; 4I13/24I15/2 в ионе Er3+ и 2F5/22F7/2 в ионе Yb3+. При совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм для полученного люминофора наблюдается эффект фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм. Согласно приведенным в табл. 1 данным, глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм синтезированного по заявляемому изобретению ИК люминофора составляет соответственно 37 и 38%.

Пример 11.

Шихту для получения ИК люминофора по заявляемому изобретению готовили по следующей рецептуре:

Y2O3=168,25 г

Yb2O3=78,8 г

Er2O3=1,93 г

СеО2=0,172 г

СаСО3=5 г

TiO2=4 г

(NH4)2HPO4=262,78 г

Li2CO3=8,5 г.

Все остальные технологические операции синтеза этого ИК люминофора проводили согласно примеру 1. Химический состав и глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм полученного по заявляемому изобретению ИК люминофора приведены в табл. 1.

В спектрах люминесценции этого люминофора в ИК областях спектра 0,96-1,04 и 1,5-1,6 мкм как при однофотонном возбуждении ИК излучением в области 0,94-0,98 мкм, так и при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм наблюдаются только характерные для ионов Er3+ и Yb3+ стоксовые ИК полосы люминесценции в области 0,96-1,04 мкм и ИК полосы люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм, связанные с оптическими переходами 4I11/24I15/2; 4I13/24I15/2 в ионе Er3+ и 2F5/22F7/2 в ионе Yb3+. При совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм для полученного люминофора наблюдается эффект фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм. Согласно приведенным в табл. 1 данным, глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм синтезированного по заявляемому изобретению ИК люминофора составляет соответственно 30 и 31%.

Пример 12.

Шихту для получения ИК люминофора по заявляемому изобретению готовили по следующей рецептуре:

Y2O3=10,06 г

Yb2O3=354,6 г

Er2O3=1,93 г

СеО2=0,172 г

SrCO3=7,36 г

TiO2=4 г

(NH4)2HPO4=262,78 г

Li2CO3=8,5 г.

Все остальные технологические операции синтеза этого ИК люминофора проводили согласно примеру 1. Химический состав и глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм полученного по заявляемому изобретению ИК люминофора приведены в табл. 1.

В спектрах люминесценции этого люминофора в ИК областях спектра 0,96-1,04 и 1,5-1,6 мкм как при однофотонном возбуждении ИК излучением в области 0,94-0,98 мкм, так и при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм наблюдаются только характерные для ионов Er3+ и Yb3+ стоксовые ИК полосы люминесценции в области 0,96-1,04 мкм и ИК полосы люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм, связанные с оптическими переходами 4I11/24I15/2; 4I13/24I15/2 в ионе Er3+ и 2F5/22F7/2 в ионе Yb3+. При совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм для полученного люминофора наблюдается эффект фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм. Согласно приведенным в табл. 1 данным, глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм синтезированного по заявляемому изобретению ИК люминофора составляет соответственно 45 и 46%.

Пример 13.

Шихту для получения ИК люминофора по заявляемому изобретению готовили по следующей рецептуре:

Y2O3=10,06 г

Yb2O3=354,6 г

Er2O3=1,93 г

СеО2=0,172 г

BaCO3=9,86 г

TiO2=4 г

(NH4)2HPO4=262,78 г

Li2CO3=8,5 г.

Все остальные технологические операции синтеза этого ИК люминофора проводили согласно примеру 1. Химический состав и глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм полученного по заявляемому изобретению ИК люминофора приведены в табл. 1.

В спектрах люминесценции этого люминофора в ИК областях спектра 0,96-1,04 и 1,5-1,6 мкм как при однофотонном возбуждении ИК излучением в области 0,94-0,98 мкм, так и при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм наблюдаются только характерные для ионов Er3+ и Yb3+ стоксовые ИК полосы люминесценции в области 0,96-1,04 мкм и ИК полосы люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм, связанные с оптическими переходами 4I11/24I15/2; 4I13/24I15/2 в ионе Er3+ и 2F5/22F7/2 в ионе Yb3+. При совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм для полученного люминофора наблюдается эффект фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм. Согласно приведенным в табл. 1 данным, глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм синтезированного по заявляемому изобретению ИК люминофора составляет соответственно 48 и 49%.

Пример 14.

Шихту для получения ИК люминофора по заявляемому изобретению готовили по следующей рецептуре:

Y2O3=10,06 г

Yb2O3=354,6 г

Er2O3=1,93 г

СеО2=0,172 г

СаСО3=5 г

ZrO2=6,16r

(NH4)2HPO4=262,78 г

Li2CO3=8,5 г.

Все остальные технологические операции синтеза этого ИК люминофора проводили согласно примеру 1. Химический состав и глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм полученного по заявляемому изобретению ИК люминофора приведены в табл. 1.

В спектрах люминесценции этого люминофора в ИК областях спектра 0,96-1,04 и 1,5-1,6 мкм как при однофотонном возбуждении ИК излучением в области 0,94-0,98 мкм, так и при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм наблюдаются только характерные для ионов Er3+ и Yb3+ стоксовые ИК полосы люминесценции в области 0,96-1,04 мкм и ИК полосы люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм, связанные с оптическими переходами 4I11/24I15/2; 4I13/24I15/2 в ионе Er3+ и 2F5/22F7/2 в ионе Yb3+. При совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм для полученного люминофора наблюдается эффект фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм. Согласно приведенным в табл. 1 данным, глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм синтезированного по заявляемому изобретению ИК люминофора составляет соответственно 11 и 12%.

Пример 15.

Шихту для получения ИК люминофора по заявляемому изобретению готовили по следующей рецептуре:

Y2O3=10,06 г

Yb2O3=354,6 г

Er2O3=1,93 г

СеО2=0,172 г

СаСО3=5 г

SiO2=3 г

(NH4)2HPO4=262,78 г

Li2CO3=8,5 г.

Все остальные технологические операции синтеза этого ИК люминофора проводили согласно примеру 1. Химический состав и глубина

фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм полученного по заявляемому изобретению ИК люминофора приведены в табл. 1.

В спектрах люминесценции этого люминофора в ИК областях спектра 0,96-1,04 и 1,5-1,6 мкм как при однофотонном возбуждении ИК излучением в области 0,94-0,98 мкм, так и при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм наблюдаются только характерные для ионов Er3+ и Yb3+ стоксовые ИК полосы люминесценции в области 0,96-1,04 мкм и ИК полосы люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм, связанные с оптическими переходами 4I11/24I15/2; 4I13/24I15/2 в ионе Er3+ и 2F5/22F7/2 в ионе Yb3+. При совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм для полученного люминофора наблюдается эффект фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм. Согласно приведенным в табл. 1 данным, глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм синтезированного по заявляемому изобретению ИК люминофора составляет соответственно 11 и 12%.

Пример 16.

Шихту для получения ИК люминофора по заявляемому изобретению готовили по следующей рецептуре:

Y2O3=10,06 г

Yb2O3=354,6 г

Er2O3=1,93 г

СеО2=0,172 г

СаСО3=5 г

Nb2O5=6,66 г

(NH4)2HPO4=262,78 г

Li2CO3=8,5 г.

Все остальные технологические операции синтеза этого ИК люминофора проводили согласно примеру 1. Химический состав и глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм полученного по заявляемому изобретению ИК люминофора приведены в табл. 1.

В спектрах люминесценции этого люминофора в ИК областях спектра 0,96-1,04 и 1,5-1,6 мкм как при однофотонном возбуждении ИК излучением в области 0,94-0,98 мкм, так и при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм наблюдаются только характерные для ионов Er3+ и Yb3+ стоксовые ИК полосы люминесценции в области 0,96-1,04 мкм и ИК полосы люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм, связанные с оптическими переходами 4I11/24I15/2; 4I13/24I15/2 в ионе Er3+ и 2F5/22F7/2 в ионе Yb3+. При совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм для полученного люминофора наблюдается эффект фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм. Согласно приведенным в табл. 1 данным, глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм синтезированного по заявляемому изобретению ИК люминофора составляет соответственно 15 и 16%.

Пример 17.

Шихту для получения ИК люминофора по заявляемому изобретению готовили по следующей рецептуре:

Y2O3=10,06 г

Yb2O3=354,6 г

Er2O3=1,93 г

СеО2=0,172 г

CaCO3=5 г

Ta2O5=11,1 г

(NH4)2HPO4=262,78 г

Li2CO3=8,5 г.

Все остальные технологические операции синтеза этого ИК люминофора проводили согласно примеру 1. Химический состав и глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм полученного по заявляемому изобретению ИК люминофора приведены в табл. 1.

В спектрах люминесценции этого люминофора в ИК областях спектра 0,96-1,04 и 1,5-1,6 мкм как при однофотонном возбуждении ИК излучением в области 0,94-0,98 мкм, так и при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм наблюдаются только характерные для ионов Er3+ и Yb3+ стоксовые ИК полосы люминесценции в области 0,96-1,04 мкм и ИК полосы люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм, связанные с оптическими переходами 4I11/24I15/2; 4I13/24I15/2 в ионе Er3+ и 2F5/22F7/2 в ионе Yb3+. При совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм для полученного люминофора наблюдается эффект фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм. Согласно приведенным в табл. 1 данным, глубина фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм синтезированного по заявляемому изобретению ИК люминофора составляет соответственно 14 и 15%.

Таким образом, приведенные примеры свидетельствуют, что совместное введение в состав люминофора на основе ортофосфата иттрия в указанных в формуле изобретения количествах оптически активных в ИК области ионов Er3+, Yb3+, Се3+, и пар из ионов элементов II и IV (Са, Sr, Ва2+, Ti4+, Zr4+, Si4+) или II и V (Са2+, Sr2+, Ва2+, Nb5+, Та5+) групп Периодической системы Д.И. Менделеева позволяет существенно увеличить глубину фотостимулированного тушения стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм без существенного изменения спектрального состава исходного излучения и создать не имеющий аналогов в мировой практике новый класс ИК люминофоров комплексного принципа действия с одновременным эффективным фотостимулированным тушением стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм, который характеризуется следующим уникальным сочетанием спектрально-кинетических свойств, а именно:

- заданным и воспроизводимым положением в спектре стационарной люминесценции нового ИК люминофора комплексного принципа действия как при однофотонном возбуждении ИК излучением в области 0,94-0,98 мкм, так и при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм стоксовых ИК полос люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовых ИК полос люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм (излучательные переходы 4I11/24I15/2; 4I13/24I15/2 в ионе Er3+ и 2F5/22F7/2 в ионе Yb3+);

- существенно повышенной по сравнению с известными инфракрасными люминофорами глубиной фотостимулированного тушения ИК полос люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и ИК излучения ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм при совместном воздействии возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм;

- заданным и воспроизводимым характером изменения интенсивности стоксовых ИК полос люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовых ИК полос люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм от плотности мощности возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм;

- заданным и воспроизводимым характером изменения длительности разгорания и затухания стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм после наложения и снятия возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм;

- заданным и воспроизводимым характером изменения длительности разгорания и затухания стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм от плотности мощности возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм;

- заданным и воспроизводимым характером изменения времени отклика стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм от плотности мощности возбуждающего ИК излучения в области 0,94-0,98 мкм и стимулирующего излучения в области 0,30-0,75 мкм.

Все перечисленные свойства нового ИК люминофора комплексного принципа действия определяются фундаментальными физическими свойствами матрицы люминофора (YPO4) (ширина запрещенной зоны, пространственная группа, локальная симметрия катиона и др.), энергетической структурой ионов Er3+ и Yb3 и ионов элементов II, IV и V групп Периодической системы Д.И. Менделеева и поэтому имеют заданный и воспроизводимый характер. Все предложенные свойства нового ИК люминофора могут быть использованы для регистрации модулированного излучения полиспектрального состава, а также для создания новых типов полиспектрально-чувствительных изделий как в отдельности, так и в различных сочетаниях. Применение нового ИК люминофора с таким уникальным набором свойств позволит впервые в мировой практике использовать их сочетание в качестве оригинального комплекса признаков для качественного повышения степени функциональности полиспектрально-чувствительных изделий.

Вышеуказанная совокупность спектрально-кинетических свойств нового ИК люминофора комплексного принципа действия с одновременным эффективным фотостимулированным тушением стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм не встречается в известных технических решениях и по этой причине не может быть имитирована известными из уровня техники техническими решениями ни по отдельности, ни в каком-либо сочетании.

Разработанный новый ИК люминофор комплексного принципа действия с одновременным эффективным фотостимулированным тушением ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и ИК излучения ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм также характеризуется следующим набором физико-химических и технологических параметров:

- высокая гидролитическая стойкость;

- высокая термическая стойкость;

- высокая химическая стойкость;

- твердость не выше 7 баллов по шкале Мооса;

- средний размер частиц 5-15 мкм.

Новый ИК люминофор комплексного принципа действия с одновременным эффективным фотостимулированным тушением стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ и Yb3+ в области 0,96-1,04 мкм и стоксовой ИК люминесценции ионов Er3+ в области 1,5-1,6 мкм и технология его изготовления в течение 2013-2014 гг. прошли несколько циклов опытных и опытно-промышленных испытаний на предприятиях-изготовителях полиспектрально-чувствительных изделий. Согласно результатам испытаний разработанный ИК люминофор соответствует всем требованиям и рекомендован для промышленного производства.

Инфракрасный люминофор на основе ортофосфата иттрия, активированный ионами Er3+, соактивированный ионами Се3+ и сенсибилизированный ионами Yb3+, отличающийся тем, что он дополнительно содержит в катионной подрешетке в качестве соактивирующих ионов пару из ионов элементов II и IV или II и V групп Периодической системы Д.И. Менделеева и имеет химический состав, соответствующий следующей эмпирической формуле:

Y1-x-y-z-d-cYbxEryCezMe1dMe2cPO4,

где Me1 - один из ионов элементов II группы Периодической системы Д.И. Менделеева - Са2+, Sr2+, Ва2+;

Me2 - один из ионов элементов IV (Ti4+, Zr4+, Si4+) или V (Nb5+, Та5+) группы Периодической системы Д.И. Менделеева;

0,2≤x≤0,94;

0,001≤у≤0,10;

0,0001≤z≤0,01;

0,01≤d≤0,1;

0,005≤с≤0,05;

x+y+z+d+c<1.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано в светодиодах белого свечения. Люминофор имеет общую стехиометрическую формулу ( Y 0,65 ± x   G d 0,30 ± x   L u 0,01   T b 0,01   C e 0,03 ) 3   ( A l 19   y B 0,1 ) 2   ( A l O 3,96 C l 0,02 P 0,02 ) 3 0.05 ≤ x ≤ 0.15,   0.02 ≤ y ≤ 0.04 с квантовым выходом Q>0,9, кубическую структуру граната с пространственной группой Ia3d со спектральными параметрами: λв = 460+_3 нм; λиз = 570+_3 нм, где λиз - длина волны возбуждения люминофора; λиз - длина волны излучения люминофора.

Изобретение относится к химической и светотехнической отраслям промышленности и может быть использовано при изготовлении ламп дневного света. .

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.

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.
Наверх