ЛЮМИНЕСЦЕНТНОЕ ВЕЩЕСТВО Российский патент 1994 года по МПК C09K11/68 C09K11/78 C09K11/55 

Изобретение относится к материалам квантовой электроники и может найти применение в качестве активных сред низкопороговых твердотельных лазеров с оптической накачкой, в устройствах информатики для отображения информации.

Аналогами описываемого люминесцентного вещества являются люминофоры на основе средних [1] и двойных молибдатов [2], имеющих шеелитоподобную структуру.

Недостатком этих люминофоров является относительно низкая интенсивность люминесценции ионов Nd³⁺ за счет концентрационного тушения, а также низкий коэффициент преобразования световой энергии.

Наиболее близким по качественному составу люминесцентному веществу по изобретению является люминофор на основе двойного калийиттриевого молибдата KY(MoO₄)₂:Nd³⁺, имеющий состав, мас.%: K₂O - 10,48 Y₂O₃ 24,48 Nd₂O₃ 1,02 MoO₃ 64,02 [3]
Недостатком этого материала является невысокая интенсивность люминесценции Nd³⁺, низкий энергосъем вследствие концентрационного тушения.

Целью изобретения является увеличение интенсивности люминесценции на длине электронного перехода иона неодима Nd³⁺.

Это достигается тем, что люминесцентное вещество, содержащее оксиды калия, иттрия, неодима, молибдена, дополнительно содержит оксид бария, образуя при этом вещество состава K₂O-BaO-Y₂O₃-MoO₃:Nd³⁺. В пересчете на оксиды состав люминесцентного вещества соответствует, мас.%: K₂O 6,30 6,32 BaO 20,48 20,57 Y₂O₃ 14,33 15,14 Nd₂O₃ 0,02 1,22 MoO₃ Остальное
Соотношения заявляемых составов обусловлены областью фазовой однородности тройного молибдата KBaY(MoO₄)₃: Nd³⁺, образующегося в системе K₂O-BaO-Y₂O₃-MoO₃:Nd³⁺.

П р и м е р 1. Шихту состава, мас.%: K₂O 6,32; BaO 20,57; Y₂O₃ 15,14; Nd₂O₃ 0,02; MoO₃ - остальное, гомогенизируют путем многократного перетирания в агатовой ступке со спиртом и проводят двухступенчатый отжиг при 550-570^оС в течение 35-40 ч и 720-750^оС в течение 70-80 ч. Полученное люминесцентное вещество имеет интенсивность люминесценции на длине волны электронного перехода ⁴F_3/2 ->> ⁴I_11/2 в 1,4 раза выше чем базовый объект квантовой электроники Y₃Al₅O₁₂:Nd³⁺ (1,5 ат%), что показано в таблице.

П р и м е р 2. Шихту состава, мас.%: K₂O 6,30; BaO 20,48; Y₂O₃ 14,33; Nd₂O₃ 1,22; NoO₃ остальное, приготовляют и отжигают по технологии, описанной в примере 1. Результаты измерений интенсивности люминесценции Nd³⁺ приведены в таблице.

П р и м е р 3. Шихту состава, мас.%: K₂O 6,31; BaO 20,53; Y₂O₃ 14,74; Nd₂O₃ 0,61; MoO₃ остальное, приготовляют и отжигают по технологии, описанной в примере 1. Результаты измерений интенсивности люминесценции Nd³⁺ приведены в таблице.

На фиг. 1 показаны спектры люминесценции люминесцентного вещества, соответствующего соединению KBaY_0,975Nd_0,025(MoO₄)₃; на фиг. 2 - зависимости интенсивности люминесценции I(отн. ) от концентрации Nd³⁺ для составов по изобретению, аналогу и прототипу.

Как следует из полученных результатов измерений в интервале концентраций 1,0-10 ат.% Nd³⁺ интенсивность люминесценции состава KBaY_(1-x)Nd_x(MoO₄)₃ превышает интенсивность аналога и прототипа. Полученное соединение может найти техническое применение в качестве ИК-люминофора, а при условии получения кристаллов высокого оптического качества, устойчивых к влиянию внешних воздействий температуры и влаги, возможно применение в качестве лазерного материала.

Использование изобретения: активные среды низкопороговых твердотельных лазеров с оптической накачкой, устройства для отображения информатики. Сущность изобретения: состав, содержащий оксиды, мас.%: K₂O 6,3 - 6,32; ВаО 20,48 - 20,57; Y₂O₃ 14,33 - 15,14; Nd₂O₃ 0,02 - 1,22; MoO₃ остальное. Шихту из указанных оксидов гомогенизируют и отжигают в две стадии: при 550 - 570°С 35 - 40 ч и 720 - 750°С 70 - 80 ч. Интенсивность люминесценции полученного вещества в 1,23 - 1,56 раз превышает этот показатель для базового люминофора Y₃·Al₅·O₁₂:Nd³⁺. 2 ил.

ЛЮМИНЕСЦЕНТНОЕ ВЕЩЕСТВО, включающее оксиды калия K₂O, иттрия Y₂O₃, неодима Na₂O₃ и молибдена MoO₃, отличающееся тем, что, с целью увеличения интенсивности люминисценции на длине волны электронного перехода иона неодима Nd³⁺, оно дополнительно содержит оксид бария BaO при следующем соотношении компонентов, мас.%:
K₂O 6,30 - 6,32
BaO 20,48 - 20,57
Y₂O₃ 14,33 - 15,14
Na₂O₃ 0,02 - 1,22
MoO₃ Остальное