Химики открыли новое вещество – люминофор

Графическое представление структуры люминофора

В Уральском федеральном университете и Институте химии твердого тела лучшие учёные-химики выявили новое соединение веществ, а также изучили его особенности. Новое открытие позволит модифицировать ультрафиолетовые излучения в обычный свет. Люминофор способен изменять диапазон излучения ультрафиолетового лазера. О проделанной работе можно узнать в Journal of Luminescence.

В ходе научной работы исследователи брали за основу вещества, состоящие из лития, а структура имела вид граната. Большинство соединений имели химическую формулу LixLa3M2O12, где показатель М мог обозначать: тантал, олово, цирконий, ниобий, гафний. Значение x должно находиться в диапазоне от семи до трех. Такие соединение все чаще интересуют учёных. Последняя работа была посвящена гранату из гафния Li7La3Hf2O12, однако специалистам не удалось получить достоверные оптические свойства этого элемента.

Прошлые эксперименты над гранатовым гафнием показали, что такие соединения обладают радиолюминесценцией. При попаданиях на рентгеновский, ионизирующий или обычный свет элементы способны выпускать собственные излучения. В первую очередь в гафний был добавлен церий. Формула получила вид Ca3Hf2SiAlO12, а благодаря облучению в 400 нанометров длиной (граница при которой видно ультрафиолетовые излучения) над веществом появилось свечение голубого цвета. После удачного опыта, авторы проекта добавили в гранат из лития еще больше церия, чтобы получить новое соединения и увеличить границы видимого диапазона.

Эксперимент закончился успешно. Учёные приступили к исследованию свойств нового соединения. Химикам пришла на помощь рентгеновская дифракция, которая определила основные характеристики элемента. Мельчайшая структура была изучена благодаря современным микроскопам. Зависимость спектров отражения и возбуждения от температуры нового вещества, была выявлена комплексно-люминесцентной проверкой. Появившиеся участки со свечением удалось соотнести с маленькими дефектами, которые чаще всего находятся в начальной части спектров и поглощают новые излучения.

Химики попытались соединить Li7La3Hf2O12 с другими активными веществами, такими как: неодим, гольмий и европий (Eu3+ и Nd3+/Ho3). Полученные элементы могут преобразовывать инфракрасные и ультрафиолетовые излучения в спектральный диапазон, который позволит видеть излучения обычным людям. Инфракрасные лазерные излучения широко используются в медицинских целях, в оптических приборах на лабораторных столах и в телескопах, при анализе загрязнения окружающей среды.

По словам одного из авторов работы и сотрудника Уральского университета Алексея Ищенко, результаты экспериментов можно назвать удачными. Пока что невозможно увеличить эмиссию всех соединений в видимом диапазоне, однако удалось найти центры люминесценции в Li7La3Hf2O12 (гранатовый гафний). Изучения будут продолжаться дальше.