Люминесцентное вещество

Изобретение относится к квантовой электронике, лазерной оптике, функциональной электронике и может быть использовано при изготовлении оптических устройств, активных сред низкопороговых твердотельных лазеров инфракрасного диапазона с оптической накачкой, устройств для отображения знаковой, графической и телевизионной информации, а также сцинтилляторов. Люминесцентное вещество содержит, масс. %: Li2O 2,12-2,15; ВаО 14,68-14,73; Gd2O3 24,73-24,98; Nd2O3 0,62-1,21; WO3 5,55-5,57; MoO3 остальное. Изобретение обеспечивает увеличение интенсивности люминесценции на длине электронного перехода 4F3/24I11/2 иона Nd3+. 1 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к материалам квантовой электроники, лазерной оптики, функциональной электроники и может быть использовано в оптических устройствах, в качестве активных сред низкопороговых твердотельных лазеров инфракрасного диапазона с оптической накачкой, в устройствах информатики и лазерной техники для отображения знаковой, графической и телевизионной информации, в качестве сцинтилляторов.

Цель изобретения - увеличение интенсивности люминесценции на длине электронного перехода 4F3/24I11/2 иона неодима.

Поставленная цель достигается тем, что люминесцентное вещество состоит из нового соединения вольфраматомолибдата состава Li3Ba2Gd3(WO4)(MoO4)7 со слоистой шеелитоподобной структурой, легированного ионами Nd3+ Люминесцентное вещество имеет формулу Li3BaGd3-xNdx(WO4)(MoO4)7(0.02≤x≤0.07).

Аналогами предлагаемого люминесцентного вещества являются люминофоры на основе средних [1] и двойных молибдатов [2], имеющих шеелитоподобную структуру (1. Каминский А.А. Физика и спектроскопия лазерных кристаллов. – М.: Наука. 1986. С. 5-61.) и двойных молибдатов (2. Балакирева Т.П., Брискина И.М., Вакулюк Е.А. и др. Люминесценция и стимулированное излучение монокристаллов BaGd2-xNdx(MoO4)4. Квантовая электроника. 1981. Т. 8. №3. С. 656-660), имеющих шеелитоподобную структуру.

Недостатком этих люминофоров является относительно низкая интенсивность люминесценции ионов Nd3+ за счет концентрационного тушения, а также низкий коэффициент преобразования световой энергии.

Наиболее близким по качественному составу люминесцентного вещества по изобретению - прототипом - является лазерное вещество на основе тройного молибдата Li3Ba2Ln3-xNdx (MoO4)8. Ln - La, Gd, Y, Lu, (0.06 ≤x≤0.15), в пересчете на оксиды состав лазерного вещества соответствует, масс. %: Li2O 6.25-6.62, ВаО 8.68-9.17, Ln2O3 6.47-10.95, Nd2O3 0.31-0.73, МоO3 остальное (3. Кожевникова Н.М. «Люминесцентное вещество». Патент РФ на изобретение №2548086 от 18.03.2015. Бюл. №10).

Недостатком этого материала является невысокая интенсивность люминесценции Nd3+, низкий энергосъем вследствие концентрационного тушения.

Увеличение интенсивности люминесценции на длине электронного перехода 4F3/2 - 4I11/2 иона неодима достигается тем, что люминесцентное вещество, содержащее оксиды лития, бария, гадолиния, неодима, молибдена, дополнительно содержит оксид вольфрама, образуя при этом новое вещество состава Li3Ba2Gd3-xNdx(WO4)(MoO4)7 (0.02≤x≤0.07)), в пересчете на оксиды состав люминесцентного Li3Ba2Gd3-xNdx(WO4)(MoO4)7 вещества соответствует, масс. %: Li2O 2.12-2.15, ВаО 14.68-14.73, Gd2O3 24.73-24.98, Nd2O3 0.62-1.21, WO3 5.55-5.57, МоO3 остальное.

Люминесцентное вещество Li3Ba2Gd3-xNdx(WO4)(MoO4)7 (0.02≤х≤0.07) кристаллизуется в слоистой шеелитоподобной структуре, принадлежит к структурному типу моноклинно искаженного шеелита, пр. гр. С2/с, изоструктурно Li3Ba2R3(MoO4)8, R - La, Gd, Y, Lu. В структуре Li3Ba2Gd3-xNdx(WO4)(MoO4)7, легированном Nd3+, реализуются сотоподобные слои из Gd - восьмивершинников, к обеим сторонам слоя присоединяются W и Мо-тетраэдры через общие кислородные вершины. Атомы лития занимают различные кристаллографические позиции, треть атомов лития статистически располагается по позициям гадолиния 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 имеют координацию 10 и находятся между слоями, образованными полиэдрами W, Mo и Gd. Кристаллохимическая формула соединений может быть записана в виде Li2(Ba0.85 Gd0.15)2(Gd0.675Ba.0.075Li0.25)4(WO4)(MoO4)7.

Соотношение заявляемых составов обусловлено областью фазовой однородности Li3Ba2Gd3-xNdx(WO4)(MoO4)7 (0.02≤х≤0.07) образующегося в системе Li2O - ВаО - Gd2O3 - Nd2O3 - WO3 - МоO3.

Пример 1. Шихту состава, масс. %: Li2O 2.12, ВаО 14.73, Gd2O3 24.73, Nd2O3 0.62, WO3 5.57, МоO3 остальное, гомогенизируют путем многократного перетирания в агатовой ступке со спиртом и проводят двухступенчатый отжиг при 450-550°С в течение 45-50 ч и 700-750°С в течение 70-80 ч. Полученное люминесцентное вещество имеет интенсивность люминесценции на длине электронного перехода 4F3/24I11/2 иона неодима в 1.65 раза выше, чем прототип, и в 1.75 раз выше, чем базовый объект квантовой электроники Y3Al5O12 Nd3+ (1.5 ат./%), что показано в таблице.

Пример 2. Шихту состава, масс. %: Li2O 2.15, ВаО 14.71, Gd2O3 24.98, Nd2O3 0.91, WO3 5.56, МоO3 остальное, готовили по технологии, описанной в примере 1. Полученное люминесцентное вещество имеет интенсивность люминесценции на длине волны электронного перехода 4F3/24I11/2 в 1.78 раза выше, чем прототип, и в 1.88 раза выше, чем базовый люминофор квантовой электроники Y3Al5O12:Nd3+ (1.5 мол. %). Результаты измерений интенсивности люминесценции Nd3+ приведены в таблице.

Пример 3. Шихту состава, масс. %: Li2O 2.14, ВаО 14.71, Gd2O3 24.86, Nd2O3 1.21, WO3 5.55, MoO3 остальное, готовили по технологии, описанной в примере 1. Полученное люминесцентное вещество имеет интенсивность люминесценции на длине волны электронного перехода 4F3/24I11/2 в 1.82 раза выше, чем прототип, и в 1.93 раза выше, чем базовый люминофор квантовой электроники Y3Al5O12:Nd3+ (1.5 мол. %). Результаты измерений интенсивности люминесценции Nd3+ приведены в таблице.

Уменьшение содержания оксида лития ниже 2.12 масс. % приводит к нарушению однородности люминесцентного вещества и ухудшает его оптическое качество. Увеличение содержания оксидов гадолиния и оксидов бария выше 24.98 и 14.73 масс. % соответственно способствует образованию второй фазы Gd2(MoO4)3 или ВаМоO4, что приводит к многофазности люминесцентного вещества и ухудшает его оптическое качество.

Сравнительные характеристики заявляемых составов

Как следует из полученных результатов, техническим результатом изобретения является повышение интенсивности люминесценции ионов неодима. В интервале 2-7 мол. % Nd3+ интенсивность люминесценции люминесцентного вещества состава Li3Ba2Gd3-xNdx(WO4)(MoO4)7 (0.02≤х≤0.07) превышает интенсивность базового люминофора квантовой электроники и прототипа. Полученное люминесцентное вещество может найти применение в качестве ИК-люминофора, а при условии получения кристаллов высокого оптического качества, устойчивых к влиянию внешних воздействий температуры и влаги, возможно применение в качестве лазерного материала.

Люминесцентное вещество, содержащее оксиды лития Li2O, бария ВаО, гадолиния Gd2O3, неодима Nd2O3, молибдена МоО3, отличающееся тем, что дополнительно содержит оксид вольфрама WO3 при следующем соотношении компонентов, масс. %:

Li2O 2,12-2,15
ВаО 14,68-14,73
Gd2O3 24,73-24,98
Nd2O3 0,62-1,21
WO3 5,55-5,57
MoO3 остальное.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к материаловедению и может быть использовано для получения надежного люминесцентного маркера в медицине и биологии. Сначала смешивают водные растворы, содержащие катионы Са2+ и Eu3+, при контроле их концентрации и соотношении в растворе.
Изобретение может быть использовано в биомедицине для визуализации кровеносных сосудов, в электронике для ап-конверсионных преобразователей в ячейках кремниевых солнечных батарей.

Изобретения могут быть использованы в медицинских томографических устройствах, в устройствах для измерения излучения в области физики высоких энергий и разведки природных ресурсов.

Изобретение может быть использовано при производстве люминесцентных материалов для источников и преобразователей света. Шихта для получения алюминатных люминофоров с кристаллической структурой граната, активированных церием, общей формулы Y3-x-yGdxCeyAl5O12, где 0≤x≤2,75 и 0,015≤y≤0,5, содержит смесь порошков оксида иттрия(III), оксида алюминия, оксида церия(III), оксида гадолиния(III), восстановителя - металлического алюминия и перхлората натрия в качестве окислителя при следующих соотношениях компонентов, мас.

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при получении люминофоров. Шихта для получения люминесцентного материала содержит, мас.%: YF3 26,0-29,0; Y2O3 20,0-22,0; V2O5 41,0-43,5; Nd2O3 1,0-1,5; MgWO4 5,5-6,7; SeO3 1,0-1,5; PF5 0,5-0,8.
Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при изготовлении люминесцентных покрытий для ламп низкого давления. Сначала смешивают органические экстракты лантана, церия и тербия из азотнокислых растворов в мольном соотношении 0,8:0,15:0,05, соответственно, и в объемном соотношении 7:1:0,8, соответственно.

Изобретение относится к технологии получения соединений, относящихся к группе сложных оксидов со структурой граната, легированных щелочными и щелочноземельными элементами и элементами 3d группы, которые могут быть применены для изготовления различных люминесцентных материалов в оптоэлектронике, в том числе для изготовления светодиодных источников освещения.

Изобретение относится к новым неорганическим кристаллическим сцинтилляционным материалам на основе бромида лантана, легированного церием, и может быть использовано для регистрации ионизирующего излучения – гамма-квантов, рентгеновского излучения, космических излучений, элементарных частиц в фундаментальной физике, технике и медицине.

Изобретение относится к химической промышленности. Шихта для получения люминесцентного материала содержит следующие компоненты, мас.%: YF3 26,0-29,0; Y2O3 26,0-28,5; V2O5 20,0-30,0; Gd2O3 15,0-25,5.

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при изготовлении изделий для регистрации модулированного излучения полиспектрального состава.

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 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.

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к химической технологии производства рентгенолюминофоров для рентгенодиагностики. .

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к производству рентгенолюминофоров для усиливающих рентгеновских экранов. .

Изобретение относится к квантовой оптике и может быть использовано в светотехнике, медицинском и электронном приборостроении. .

Изобретение относится к материалам квантовой электроники и может найти применение в качестве активных сред низкопороговых твердотельных лазеров с оптической накачкой, в устройствах информатики для отображения информации.
Изобретение может быть использовано в биомедицине для визуализации кровеносных сосудов, в электронике для ап-конверсионных преобразователей в ячейках кремниевых солнечных батарей.

Изобретение относится к оптическим средам на основе кристаллических галогенидов, а также к способу их получения и может быть использовано в системах оптической связи.

Изобретение относится к квантовой электронике, лазерной оптике, функциональной электронике и может быть использовано при изготовлении оптических устройств, активных сред низкопороговых твердотельных лазеров инфракрасного диапазона с оптической накачкой, устройств для отображения знаковой, графической и телевизионной информации, а также сцинтилляторов. Люминесцентное вещество содержит, масс. : Li2O 2,12-2,15; ВаО 14,68-14,73; Gd2O3 24,73-24,98; Nd2O3 0,62-1,21; WO3 5,55-5,57; MoO3 остальное. Изобретение обеспечивает увеличение интенсивности люминесценции на длине электронного перехода 4F32→4I112 иона Nd3+. 1 табл., 3 пр.

Наверх