Синтез и характеризация высокоэффективных люминофоров на основе оксидных систем с различными допантами

В рамках проекта синтезированы керамики оксида алюминия с магнием, марганцем и хромом при высокотемпературном спекании в вакууме и на воздухе в диапазоне температур 1000-1700 °C при варьировании концентрации допанта. Выполнена аттестация образцов методами рентгенофазового анализа, сканирующей электронной микроскопии, рентгенофлуоресцентного анализа и дифференциальной сканирующей калориметрии. Исследованы люминесцентные свойства полученных образцов методами импульсной катодо- (ИКЛ) и фотолюминесценции (ФЛ). Получены количественные данные о влиянии параметров синтеза керамик и концентрации примесей на интенсивность люминесценции. Показано, что допирование магнием приводит к формированию новой полосы люминесценции в спектрах ИКЛ с максимумом при 515 нм. Рост концентрации ионов магния приводит к увеличению люминесценции в данной полосе, что свидетельствует о формировании люминесцентных центров Mg2+ магниевой шринели и возможно агрегатных центров F22+ исходной матрицы оксида алюминия. Установлено, что увеличение концентрации магния приводит также к росту интенсивности полос свечения на ИКЛ спектрах собственных центров свечения оксида алюминия (F-центров). Отжиг в присутствии углерода приводит практически к трехкратному увеличению интенсивности люминесценции в полосе магния. Спекание на воздухе позволяет создавать люминесцентный материал с большей интенсивностью именно примесного центра, не изменяя интенсивность свечения собственных центров оксида алюминия и примесных следов исходных нанопорошков.Установлено, что для керамик Al2O3:Mn, синтезированных при высокотемпературном отжиге как на воздухе так и в вакууме, увеличение концентрации марганца приводит к снижении интенсивности в полосе люминесценции собственных центров оксида алюминия (400 нм) за счет концентрационного тушения. Отмечается также увеличение интенсивности в полосе люминесценции примеси (676 нм) при синтезе керамик в вакууме, а также рост интенсивности люминесценции примеси марганца в сравнении с другими пиками люминесценции, при отжиге образцов на воздухе. При высоких концентрациях ионов марганца (более 1 wt. %) отжиг в вакууме является более эффективным с целью создания керамик с высокой интенсивностью люминесценции как в полосе эмиссии примесного так и собственного центра.