Исследование структурных и люминесцентных свойств перовскитных люминофоров на основе BaScO2F, легированных ионами висмута и европия

В настоящее время оксидные люминофоры с перовскситной структурой стали перспективными кандидатами на роль светоизлучающих материалов. Среди оксидных систем потенциал применения имеют оксифторидные неорганические соединения со структурой перовскита BaScO2F за счет сочетания высоких значений светоизлучающих свойств и температурной стабильности. Цель диссертационной работы – установление закономерностей влияния катионного замещения, примесных центров на структуру, процессы передачи энергии возбуждения, светоизлучающие и светотехнические характеристики перовскитных люминофоров состава BaScO2F. В работе установлено влияние легирующих примесей ионов Bi3+, K+, Ca2+, Eu2+ на структуру, морфологию, светоизлучающие и светотехнические характеристики перовскитных люминофоров состава BaScO2F. C использованием подхода катионного замещения были синтезированы перовскитные люминофоры состава Ba1-xCaxScO2F: 0,001Bi3+; 0,001K+ (x = 0 – 0,12 моль%) для разработки светодиодов полного спектра излучения. Результаты исследований расширяют представление о процессах, влияющих на светоизлучающие и светотехнические характеристики ионов Bi3+ при компенсации заряда катионами Na+, K+ и Rb+ в перовскитном люминофоре BaScO2F. Установленные закономерности позволяют обоснованно подбирать тип и количество легирующей примеси для повышения эффективности свечения, эксплуатационных характеристик оксифторидных перовскитных люминофоров. Легирование ионами Ca2+, используя подход замещения катионов в люминофорах состава BaScO2F: Bi3+; K+, позволяет повысить светоотдачу и термическую стабильность, получить высокие значения индекса цветопередачи выбранных люминофоров на основе матрицы. Полученные результаты углубляют понимание механизмов влияния добавок Bi3+ и Eu2+ на структуру матрицы и центр люминесценции в перовскитных люминофорах, а также демонстрируют перспективность получения спектрально-перестраиваемых люминофоров путем изменения соотношения концентраций со-активаторов. Разработаны принципы и подходы по созданию оксифторидных перовскитных люминофоров состава BaScO2F: Bi3+; K+ для источников белого света с улучшенной цветопередачей (индекс цветопередачи более 96) с потенциалом применения для подсветки дисплеев с широкой цветовой гаммой. Разработаны способы получения, стабильных люминофоров (Ba,Ca)ScO2F: Bi3+; K+ со-активированных ионами Eu2+ в оптимальных концентрациях, обеспечивающие возможность разработки эффективных светоизлучающих 9 маркеров для защиты от подделок, путем изменения спектрального состава излучения при различных энергиях возбуждения. Постановка цели и задач исследования были выполнены совместно с научным руководителем. Проведение большинства исследований (планирование экспериментов, подготовка порошковых смесей для синтеза перовскитных люминофоров, отработка режимов синтеза порошков люминофоров, исследование микроструктуры, люминесцентных, спектрально-кинетических, энергетических характеристик излучения) были выполнены лично автором.