USD 92.4155

0

EUR 100.1259

0

Brent 90.86

0

Природный газ 1.785

0

2 мин
...

Российские ученые достигли целенаправленного улучшения свойств люминесцентных материалов

Они использовали новый подход и выяснили, что добавление 30% кислорода при синтезе позволяет повысить квантовый выход, отвечающий за яркость, практически до 70%. Традиционный метод дает квантовый выход всего в 25%.

Российские ученые достигли целенаправленного улучшения свойств люминесцентных материалов

Источник: Институт катализа СО РАН

Новосибирск, 4 фев - ИА Neftegaz.RU. Ученые Института катализа СО РАН (ИК СО РАН) улучшили метод получения красных нанолюминофоров, материала, который светится под воздействием различных источников света и используется для биовизуализации.
Об этом сообщила пресс-служба института.

Нанолюминофор
  • материал, который преобразует поглощенную энергию в свет в видимом спектре;
  • для источников теплого белого света востребованы красные люминофоры, синтезом которых занимаются ученые Институт катализа СО РАН;
  • одна из ключевых характеристик этого вещества - квантовый выход;
  • он отображает отношение количества испускаемых фотонов к количеству поглощенных фотонов и отвечает за яркость.
Ученые применили контролируемый подход и определили оптимальное количество кислорода для синтеза - 30% добавки позволили повысить квантовый выход до рекордных 69%.

Для синтеза нанолюминофора:
  • используют микропорошки оксида иттрия с добавленными ионами европия,
  • создают мишень,
  • испаряют материал в газовой среде аргона под воздействием лазера.
В кристаллической структуре исходного соединения есть дефекты - кислородные вакансии.
Они увеличивают затраты на люминесценцию.
Ученым удалось решить эту проблему добавкой кислорода в газовую среду.
Оптимальная доля составила 30%, что помогло улучшить стехиометрический состав наноматериала.

Тезисы младшего научного сотрудника отдела гетерогенного катализа ИК СО РАН А. Нашивочникова:
  • у оксидных люминофоров есть глобальная проблема, которая существенно препятствует их широкому применению;
  • это нарушение определенного соотношения элементов, или стехиометрии, в кристаллической решетке;
  • их структура не такая идеальная, как описано в учебниках;
  • в оксиде иттрия на 2 атома иттрия номинально приходится 3 атома кислорода, но в реальности кислород в некоторых местах отсутствует;
  • эти вакансии поглощают энергию и излучают не в красной, а синей области;
  • из-за этого снижается эффективность люминесценции и меняется цвет излучения;
  • зная это, мы использовали оптимальное соотношение кислорода в 30 %, приблизили стехиометрический состав к номинальному и повысили квантовый выход почти до 70 %.
Предложенный учеными подход может пригодиться другим научным коллективам, которые занимаются люминофорами:
  • главный вывод - при синтезе оксидных нанолюминофоров в первую очередь необходимо решать проблему стехиометрии путем направленного дизайна;
  • традиционный метод - применение постобработки, когда уже готовый оксид обрабатывают на воздухе кислородом, - дает квантовый выход всего в 25 %.
В ИК СО РАН разрабатывают приложения для изучения физических свойств красных нанолюминофоров, которые могут использоваться в различных областях, начиная от микроэлектроники и заканчивая биовизуализацией для диагностики заболеваний.
Исследования включают создание светодиодов, симпатических или невидимых чернил, а также тестирование методов измерения температуры с использованием люминесценции.
А. Нашивочников отметил, что были выбраны компоненты для светодиода и разработана соответствующая методика.

В ближайшее время начнется сборка устройства и последующие исследования, направленные на демонстрацию эффективности красных нанолюминофоров в качестве компонентов реального светодиодного устройства.
Также были изготовлены образцы невидимых чернил, стабильность которых была подтверждена.

Проводятся испытания возможности использования соединений для оптической термометрии - метода измерения температуры с помощью люминесценции.
Этот метод востребован для работы в экстремальных условиях, где измерение традиционными методами затруднено.

Напомним, что ранее исследователи из Центра новых химических технологий ФИЦ Институт катализа СО РАН создали кинетическую модель промышленного процесса получения этилена из биоэтанола, чтобы проверить, как влияют примеси в исходном сырье на качество и выход целевого продукта.


Автор: А. Шевченко


Новости СМИ2




Подписывайтесь на канал Neftegaz.RU в Telegram