Вышедшие номера
Home » Оптика и спектроскопия » Год 2026, выпуск 4 » Статья стр. 341
<<<>>>
УФ-люминесценция и перенос энергии в процессе ап-конверсии в широкозонных кристаллах, легированных ионами Pr3+
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, FEUZ-2026-0010
Пустоваров В.А. 1, Таврунов Д.А. 1
1Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, Екатеринбург, Россия
Email: v.a.pustovarov@urfu.ru, d.a.tavrunov@urfu.ru
Поступила в редакцию: 5 мая 2025 г.
В окончательной редакции: 31 октября 2025 г.
Принята к печати: 13 марта 2026 г.
Выставление онлайн: 30 апреля 2026 г.
PDF версия
Приведены результаты исследования межконфигурационной d-f-люминесценции в ультрафиолетовой (УФ) области спектра и переноса энергии между редкоземельными ионами в процессе ап-конверсии в широкозонных соединениях, легированных ионами празеодима. Исследованы соединения с различной кристаллической и электронной структурой, стоксова d-f- и f-f-люминесценция которых была изучена ранее. Ап-конверсионная УФ-люминесценция ионов Pr3+ при возбуждении лазерным диодом в видимой области спектра была обнаружена в легированных Pr3+ кристаллах со структурами граната (нанокристаллы Y3Al5O12, Lu3(Al,Ga)5O12, четверная керамика Gd1Y2Al2Ga3O12), силикат-апатита (LiLa9(SiO4)6O2), ортосиликата (Y2SiO5, Lu2SiO5) и бериллата лантана (La2Be2O5)). Кроме того, в гадолиний-содержащих матрицах (керамике Gd1Y2Al2Ga3O12 и CsGd2F7) при лазерном двухфотонном возбуждении (450 или 488 nm) наблюдался резонансный перенос энергии между возбужденными состояниями редкоземельных ионов 4f15d1(Pr3+)->6P7/2(Gd3+) с последующим УФ-излучением 314 nm (переход 6P7/2->8S7/2 в Gd3+). Такой резонансный перенос энергии 4f15d1(Pr3+)->6P7/2(Gd3+), межконфигурационная d-f-эмиссия и многофононная релаксация возбужденных состояний 4f15d1->3PJ с последующим стоксовым f-f-излучением в видимом диапазоне являются конкурирующими каналами релаксации электронов из зоны 4f15d1(Pr3+) возбужденных состояний. Необходимым условием наблюдения ап-конверсионной люминесценции является энергетическое положение зоны возбужденных состояний 4f15d1(Pr3+) ниже зоны проводимости, не превышающее двукратной энергии переходов 3H4->3PJ(Pr3+), а также низкие эффективности многофононной 4f15d1->3PJ-релаксации и передачи энергии дефектам кристаллической структуры. Ключевые слова: ион Pr3+, ион Gd3+, ап-конверсия, межконфигурационная d-f-люминесценция, перенос энергии, широкозонные кристаллы.
  1. F. Auzel. Chem. Rev., 104, 139 (2004). DOI: 10.1021/cr020357g
  2. P.P. Feofilov, V.V. Ovsyankin. Appl. Opt., 6 (11), 1828 (1967). DOI: 10.1364/ao.6.001828
  3. A. Shalav, B.S. Richards, T. Trupke, K.W. Kramer, H.U. Gudel. Appl. Phys. Lett., 86, 013505 (2005). DOI: 10.1063/1.1844592
  4. A.M. Srivastava. J. Lumin., 169, 445 (2016). DOI: 10.1016/j.jlumin.2015.07.001
  5. E. Aleksanyan, V. Harutunyan, M. Kink, M. Kirm, Yu. Maksimov, V.N. Makhov, T.V. Ouvarova. Opt. Commun., 283, 49 (2010). DOI: 10.1016/j.optcom.2009.09.067
  6. J. Ganem, W.M. Dennis, W.M. Yen. J. Lumin., 54 (2), 79. DOI: 10.1016/0022-2313(92)90250-D
  7. C.L. Sun, J.F. Li, C.H. Hu, H.M. Jiang, Z.K. Jiang. Eur. Phys. J. D, 39 (2), 303. DOI: 10.1140/epjd/e2006-00102-7
  8. D. Yu, H. Li, D. Zhang, Q. Zhang, A. Meijerink, M. Suta. Light: Sci. Appl., 10, 236 (2021). DOI: 10.1038/s41377-021-00677-5
  9. S.L. Cates, E.L. Cates, M. Cho, J.-H. Kim. Environ. Sci. Technol., 48 (4), 2290 (2014). DOI: 10.1021/es405229p
  10. L. Li, L. Zi, F. Yang, S. Feng, C. Wang, Y. Yang. Adv. Phys. Res., 4 (2), 2400097 (2025). DOI: 10.1002/apxr.202400097
  11. M.D. Dramicanin, M.G. Brik, v Z. Antiv c, R. Bv anicv a, C. Mosoarca, T. Dramicanin, Z. Ristic, G.D. Dima, T. Forster, M. Suta. Nanomaterials, 15 (7), 562 (2025). DOI: 10.3390/nano15070562
  12. Y. Sun, Y. Wang, C. Hu, X. Zhou, J. Hao, W. Li, H. Li. Mater., 15 (21), 7680 (2022). DOI: 10.3390/ma15217680
  13. N. Rebrova, P. Zdeb, K. Lemaski, B. Macalik, O. Bezkrovnyi, P.J. Deren. Inorg. Chem., 63 (6), 3028 (2024). DOI: 10.1021/acs.inorgchem.3c03821
  14. N. Rebrova, P. Zdeb, P.J. Deren. J. Phys. Chem. C, 128 (22), 9090 (2024). DOI: 10.1021/acs.jpcc.3c08163
  15. P. Zdeb, N. Rebrova, P.J. Deren. J. Phys. Chem. Lett., 15 (37), 9356 (2024). DOI: 10.1021/acs.jpclett.4c02053
  16. A.A. Kaminskii, T. Ngoc, S.E. Sarkisov, V.N. Matrosov, M.I. Timoshechkin. Phys. Status Solidi A., 59 (1), 121 (1980). DOI: 10.1002/pssa.2210590117
  17. J.B. Czirr, M. Berrondo. United States Patent 5483062. (09.01.1996). (Mapleton, Orem, UT)
  18. V.A. Pustovarov, I.N. Ogorodnikov. J. Surf. Investig., 10 (1), 48 (2016). DOI: 10.1134/S1027451015060178
  19. M. Pollnau, D.R. Gamelin, S.R. Luthi, H.U. Gudel. Phys. Rev. B, 61 (5), 3337 (2000). DOI: 10.1103/PhysRevB.61.3337
  20. P. Pues, M. Laube, S. Fischer, F. Schröder, S. Schwung, D. Rytz, T. Fiehler, U. Wittrock, T. Justel. J. Lumin., 234, 117987 (2021). DOI: 10.1016/j.jlumin.2021.117987
  21. M. Trevisani, K.V. Ivanovskikh, N. Grillet, F. Piccinelli, M. Bettinelli. Chem. Phys. Lett., 565, 80 (2013). DOI: 10.1016/j.cplett.2013.02.031
  22. K.V. Ivanovskikh, Q. Shi, M. Bettinelli, V.A. Pustovarov. Opt. Mater., 79, 108 (2018). DOI: 10.1016/j.optmat.2018.03.006
  23. V.A. Pustovarov, A.A. Vasin, M.G. Zuev. Opt. Mater. X, 15, 100186 (2022). DOI: 10.1016/j.omx.2022.100186
  24. S. Yan, F. Liu, J. Zhang, X.-J. Wang, Y. Liu. Phys. Rev. Appl., 13, 044051 (2020). DOI: 10.1103/PhysRevApplied.13.044051
  25. M. Korzhik, V. Retivov, A. Bondarau, G. Dosovitskiy, V. Dubov, I. Kamenskikh, P. Karpuk, D. Kuznetsova, V. Smyslova, V. Mechinsky, V. Pustovarov, D. Tavrunov, E. Tishchenko, A. Vasiliev. Crystals, 12 (9), 1196 (2022). DOI: 10.3390/cryst12091196
  26. M. Korzhik, P. Karpyuk, A. Bondarau, A. Ilyushin, I. Kamenskikh, D. Lelekova, V. Pustovarov, V. Retivov, V. Smyslova, D. Tavrunov, A. Vasil'ev. J. Lumin., 265, 120226 (2024). DOI: 10.1016/j.jlumin.2023.120226
  27. V. Dubov, A. Bondarau, D. Lelekova, I. Komendo, G. Malashkevich, V. Kouhar, V. Pustovarov, D. Tavrunov, M. Korzhik. J. Appl. Phys., 135, 053104 (2024). DOI: 10.1063/5.0186860
  28. М.В. Коржик, В.М. Ретивов, В.В. Дубов, Л.В. Ермакова, В.К. Иванов, П.В. Карпюк, И.А. Лагуцкий, О.Ю. Коваль, И.Ю. Комендо, Д.Е. Лелекова, В.А. Мечинский, В.А. Пустоваров, В.Г. Смыслова, П.С. Соколов, Д.А. Таврунов, А.А. Федоров. ЖТФ, 94 (12), 2145 (2024). DOI: 10.61011/JTF.2024.12.59276.271-24
  29. V.A. Pustovarov, D.A. Tavrunov, I.Yu. Komendo, V.G. Smyslova, M.V. Korzhik. Opt. Mater., 167, 117302 (2025). DOI: 10.1016/j.optmat.2025.117302
  30. M. Yin, V.N. Makhov, N.M. Khaidukov, J.C. Krupa. J. Lumin., 94-95, 97 (2001). DOI: 10.1016/S0022-2313(01)00254-X
  31. N. Kristianpoller, D. Weiss, R. Chen, N. Nariyama, N. Khaidukov. Radiat. Prot. Dosim., 100 (1-4), 207 (2002). DOI: 10.1093/oxfordjournals.rpd.a005848
  32. P. Dorenbos, R. Visser, C. W. E. van Eijk, N. M. Khaidukov, M. V. Korzhik. IEEE Trans. Nucl. Sci., 40 (4), 388 (1993). DOI: 10.1109/23.256586
  33. T.-J. Lee, L.-Y. Luo, B.-M. Cheng, W.-G. Diau, T.-M. Chen. Appl. Phys. Lett., 92, 081106 (2008). DOI: 10.1063/1.2884690
  34. R. Moncorge, B. Jacquier, G. Boulon, F. Gaume-Mahn, J. Janin. J. Lumin., 12-13, 467 (1976). DOI: 10.1016/0022-2313(76)90124-1
  35. V.Y. Ivanov, A.V. Kruzhalov, V.A. Pustovarov, V.L. Petrov. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A, 261 (1-2), 150 (1987). DOI: 10.1016/0168-9002(87)90585-7
  36. J. Xu, Y. Guyot, K. Lebbou, X. Xu, J. Liu, J. Xu, R. Moncorge. J. Lumin., 260, 119882 (2023). DOI: 10.1016/j.jlumin.2023.119882
  37. K.V. Ivanovskikh, V.A. Pustovarov, M. Kirm, B.V. Shulgin. J. Lumin., 122-123, 28 (2007). DOI: 10.1016/j.jlumin.2006.01.072
  38. K.V. Ivanovskikh, V.A. Pustovarov, A. Smirnov, B.V. Shulgin. J. Alloys Compd., 451, 65 (2008). DOI: 10.1016/j.jallcom.2007.04.095
  39. K.V. Ivanovskikh, V.A. Pustovarov, S. Omelkov, M. Kirm, F. Piccinelli, M. Bettinelli. J. Lumin., 230, 117749 (2021). DOI: 10.1016/j.jlumin.2020.117749
  40. V.A. Pustovarov, K.V. Ivanovskikh, S.A. Kiselev, E.S. Trofimova, S. Omelkov, M. Bettinelli. Opt. Mater., 108, 110234 (2020). DOI: 10.1016/j.optmat.2020.110234
  41. E. Trofimova, S. Omelkov, I. Romet, M. Kirm, V. Pustovarov, F. Piccinelli. J. Lumin., 240, 118455 (2021). DOI: 10.1016/j.jlumin.2021.118455

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2026 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme