Люмінесцентні властивості фосфату K3Bi5(PO4)6 легованого іонами європію (ІІІ)

Анотація

Анотація. Проблема ефективного використання енергії нині є однією із ключових. Зважаючи на те, що досить значна частина енергії витрачається на потреби освітлення, вдосконалення освітлювальних пристроїв є важливим технічним та науковим завданням. Вдосконалення сучасних освітлювальних пристроїв, якими є світлодіодні лампи, може бути здійснене, відповідно до вимог конкретного застосування, зокрема, підбором ефективного люмінесцентного покриття. У цій роботі представлено результати досліджень фотолюмінесцентних властивостей сполуки K₃Bi₅(PO₄)₆, легованої іонами Eu³⁺. Відповідно до кристалографічних даних в структурі цієї сполуки наявними є три позиції, які займають іони бісмуту та можуть займати іони Eu³⁺. Встановлено, що при кімнатній температурі та збудженні при 473 нм зразки K₃Bi_5-xEu_x(PO₄)₆ виявляють інтенсивну люмінесценцію в діапазоні 575 – 700 нм. При низьких концентраціях іонів Eu³⁺ (х < 1) спостерігаються як смуги випромінювання іонів Eu³⁺ так і широка смуга випромінювання матриці K₃Bi₅(PO₄)₆. Найбільш інтенсивні смуги випромінювання Eu³⁺, що розташовані в спектральних діапазонах 583-603 нм та 603 – 635 нм, пов’язані із випромінювальними переходами ⁵D₀→⁷F₁ та ⁵D₀→⁷F₂, відповідно. Інтенсивність цієї люмінесценції та люмінесценції матриці залежать від концентрації активатора. В спектрах фотолюмінесценції спостерігаються також дві смуги обумовлені переходом ⁵D₀→⁷F₀, що є свідченням наявності, як мінімум, двох низькосиметричних позицій іонів Eu³⁺. Широка смуга випромінювання матриці має максимум при 520 нм та займає увесь діапазон 500 – 700 нм. У роботі проаналізовано можливість використання цих речовин як люмінесцентних матеріалів для джерел світла при тепличному вирощуванні рослин. З’ясовано, що з погляду перекриття спектрів поглинання хлорофілів та спектрів фотолюмінесценції досліджуваних зразків K₃Bi_5-xEu_x(PO₄)₆ найбільш перспективним є сполука K₃Bi₄Eu₁(PO₄)₆.  Для неї широка смуга люмінесценції матриці відсутня, а відношення інтенсивності переходів І(⁵D₀→⁷F₂)/І(⁵D₀→⁷F₁) є найбільшим. Досягти кращого перекриття спектрів поглинання хлорофілів та випромінювання сполуки K₃Bi_5-xEu_x(PO₄)₆ імовірно можна для зразків з 0,1 < x < 2,5.

Ключові слова: фотолюмінесценція, фосфат калію-бісмуту, червоний люмінофор, Eu³⁺