ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ МАТЕРИАЛ
LUMINESCENT MATERIAL

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.
5
7
0
2
Цель изобретения - увеличение интенсивности люминесценции на длине электронного перехода D→F иона европия.
3
3
4
8
3
3-3x
3x
4
8
3+
Поставленная цель достигается тем, что люминесцентный материал состоит из нового молибдата состава LiBaSrGd(MoO) со слоистой шеелитоподобной структурой, легированного ионами Eu. Люминесцентный материал имеет формулу LiBaSrGdEu(MoO), (0.02≤x≤0.04).
1-x
x
4
2
1-x
x
4
2
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 NaYEu(MoO). 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 NaYEu(MoO). Журнал неорганические материалы. 2011. Т. 47. №11. С. 1368-1371)
3+
Недостатком этих люминесцентных материалов является относительно низкая интенсивность люминесценции ионов Eu за счет концентрационного тушения, а также низкий коэффициент преобразования световой энергии.
3
2
3
4
8
2
2
3
2
3
3
Наиболее близким по качественному составу люминесцентному материалу по изобретению - прототипом - является люминесцентный материал на основе тройного молибдата LiBaLn(MoO), 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. %: LiO 2.08-2.11, ВаО 14.52-16.71, LnO 12.72-24.75, EuO 4.16-5.70, MoO - остальное.
3+
Недостатком этого материала является невысокая интенсивность люминесценции Eu, низкий энергосъем вследствие концентрационного тушения.
5
7
0
2
3
3-3x
3x
4
8
2
2
3
2
3
3
Увеличение интенсивности люминесценции на длине электронного перехода D→F иона европия достигается тем, что люминесцентный материал, содержащей оксиды лития, бария, гадолиния, европия, молибдена, дополнительно содержит оксид стронция, образуя при этом материал состава LiBaSrGdEu(MoO), (0.02≤x≤0.04), в пересчете на оксиды состав люминесцентного материала соответствует, масс. %: LiO 5.55-5.68, ВаО 7.68-7.75, SrO 7.39-7.44, GdO 27.23-27.59, EuO 0.32-0.68, MoO - остальное.
3
3-3x
3x
4
8
2
2
3
2
3
3
Соотношения заявляемых составов обусловлены областью фазовой однородности молибдата LiBaSrGdEu(MoO), образующегося в системе LiO-BaO-CaO-GdO-EuO-MoO.
3
3-3x
3x
4
8
3
2
3
4
8
3
3
4
8
2
0.43
0.42
0.15
2
0.675
0.039
0.036
0.25
4
4
8
3+
Люминесцентный материал LiBaSrGdEu(MoO) (0.02≤x≤0.4) кристаллизуется в слоистой шеелитоподобной структуре, принадлежит к структурному типу моноклинно искаженного шеелита, пр. гр. С2/с, изоструктурен LiBaR(MoO), R-La, Gd, Y, Lu. В структуре LiBaSrGd(MoO), легированном Eu, 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: Li(BaSrR)(RBaSrLi)(MoO).
2
2
3
2
3
3
0
2
2
3
5
7
3+
Пример 1. Шихту состава, масс. %: LiO - 5.55, ВаО - 7.76, SrO - 7.44, GdO-27.59, EuO - 0.32, MoO - 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 D→F иона европия в 1.6 раз выше, чем прототип, и в 1.7 раз выше, чем промышленный люминофор К-77 YO:Eu (1 ат. %), что показано в таблице.
2
2
3
2
3
3
0
2
2
3
5
7
3+
3+
Пример 2. Шихту состава, масс. %: LiO - 5.68, ВаО - 7.68, SrO - 7.39, GdO - 27.23, EuO 0.48, MoO - остальное, готовили по технологии, описанной в примере 1. Полученное люминесцентное вещество имеет интенсивность люминесценции на длине волны электронного перехода D→F в 1.8 раза выше, чем прототип и в 1.9 раза выше, чем промышленный люминофор К-77 YO:Eu (1 ат. %). Результаты измерений интенсивности люминесценции Eu приведены в таблице.
2
2
3
2
3
3
0
2
2
3
5
7
3+
3+
Пример 3. Шихту состава, масс. %: LiO - 5.62, ВаО - 7.72, SrO - 7.42, GdO - 27.98, EuO - 0.68, MoO - остальное, готовили по технологии, описанной в примере 1. Полученное люминесцентное вещество имеет интенсивность люминесценции на длине волны электронного перехода D→F в 1.85 раза выше, чем прототип, и в 1.95 раза выше, чем промышленный люминофор К-77 YO:Eu (1 ат. %). Результаты измерений интенсивности люминесценции Eu приведены в таблице.
2
4
3
4
4
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 Gd(MoO) или BaMoO, SrMoO, что приводит к многофазности люминесцентного вещества и ухудшает его оптическое качество.
3+
3
3-x
x
4
8
Как следует из полученных результатов, техническим результатом изобретения является повышение интенсивности люминесценции ионов европия. В интервале 6-12 мол. % Eu интенсивность люминесценции люминесцентного вещества состава LiBaSrGdEu(MoO), (0.02≤x≤0.04) превышает интенсивность промышленного люминофора К-77 и прототипа.
5
7
0
2
Примечание: источник возбуждения - ксеноновая лампа высокого давления ДкСШ 150-1М. Измерение интенсивности люминесценции проведено на длине волны 616 нм электронного перехода D→F.
отн
отн
I* соответствует интенсивности люминесцентного материала относительно промышленного люминофора К-77, вторая цифра в столбце I соответствует интенсивности люминесцентного материала относительно прототипа.