Вышедшие номера
Синтез наноразмерных люминофоров Gd2O3:Nd3+ полимерно-солевым методом и исследование их основных характеристик
Российский научный фонд (РНФ), Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами, 19-19-00596
Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ), Аспиранты, 20-32-90199
Матросова А.С.1,2,3, Кузьменко Н.К.2, Евстропьев C.К.1,2,3,4, Асеев В.А.2, Данилович Д.П.4, Никоноров Н.В.2, Игнатьев А.И.2, Демидов В.В.1,3, Дукельский К.В.1,2,5
1Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова, Санкт-Петербург, Россия
2Университет ИТМО, Санкт-Петербург, Россия
3Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия
4Санкт-Петербургский государственный технологический институт (Технический университет), Санкт-Петербург, Россия
5Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича, Санкт-Петербург, Россия
Email: demidov@goi.ru
Поступила в редакцию: 1 февраля 2021 г.
В окончательной редакции: 1 февраля 2021 г.
Принята к печати: 5 февраля 2021 г.
Выставление онлайн: 24 февраля 2021 г.

Рассмотрены вопросы получения наноразмерных люминофоров Gd2O3:Nd3+ с использованием жидкостного полимерно-солевого метода. В рамках указанного метода установлена двойная роль поливинилпирролидона (ПВП) как органического растворителя в процессе синтеза. С одной стороны, он стабилизирует процесс образования кристаллов Gd2O3, препятствуя их неконтролируемому росту и агломерации, а с другой, выполняет функцию топлива при разложении (горении), способствуя повышению температуры реакции и оказывая тем самым влияние на структурные и эмиссионные свойства люминофоров. Показано, что последовательное высушивание исходного однородного раствора, содержащего соли гадолиния и неодима, а также ПВП, при комнатной температуре в течение 24 h и термическая обработка при температуре 1000oC в течение 2 h делают возможным получение высоколюминесцентных в ближней инфракрасной области спектра люминофоров Gd2O3:Nd3+, кристаллы которых характеризуются преимущественно кубической структурой и средним размером около 40 nm. Экспериментально подтверждено, что разработанный метод подходит для модификации полых антирезонансных световодов из кварцевого стекла тонкопленочными покрытиями на основе синтезированного материала и не приводит к структурной и фазовой трансформации сформированных кристаллов Gd2O3. Обнаружено, что эмиссионные спектры наноразмерных люминофоров Gd2O3:Nd3+, полученных полимерно-солевым методом при температурах 550 и 1000oC, идентичны, а именно: 1) форма пиков люминесценции одинакова для двух указанных режимов термической обработки независимо от интенсивности, 2) основной пик люминесценции располагается вблизи длины волны 1064 nm и соответствует электронному переходу 4F3/2-4I11/2, 3) дополнительные пики люминесценции располагаются вблизи длин волн 900 и 1340 nm и отвечают электронным переходам 4F3/2-4I9/2 и 4F3/2-4I13/2 соответственно. Ключевые слова: люминофор, наночастицы, нанопорошок, полимерно-солевой метод, поливинилпирролидон, сесквиоксид гадолиния, неодим, люминесценция, полый световод, сенсор.