Научный руководитель: Аванесов Андрей Григорьевич, Кандидат физико-математических наук
Соавторы: Чижевский Дмитрий Юрьевич

Известно, что при возбуждении в высоколежащие уровни энергии ионы Pr³⁺могут демонстрировать, в зависимости от взаимного росположения ¹S₀ и наинизшего подуровня 5d-состояния, либо широкополосную люминесценцию, обусловленную 5d® 4f² переходами, либо узкополосную - 4f^2® 4f² переходами. Во втором случае дезактивация происходит в два этапа. Первый этап - переход ¹S_0® ¹I₆;³P_j, далее безызлучательная релаксация на ³P₀ и второй этап - излучательные переходы ³P_0® ³H_j. Квантовый выход при этом может достигать величины 2. Так квантовый выход люминесценции YF₃:Pr³⁺ в видимом диапазоне при возбуждении в УФ-области составляет 1.4 [1]. Матрицы, в которых реализуется каскадная люминесценция, рассматриваются в настоящее время как потенциальные люминофоры для панелей плазменных дисплеев и люминесцентных ламп нового поколения, использующих разряд Xe-He смеси взамен ртутного.

В качестве объектов исследований служили кристаллические галогениды SrAlF₅, LiSrAlF₆, SrFCl активированные ионами Pr³⁺. Образцы готовились твердофазным синтезом, их однофазность контролировалась методом РФА. Люминесценция возбуждалась ренгеновским излучением и регистрировалась в диапазоне 200-750 нм.

Анализ спектров излучения показывает, что в SrAlF₅:Pr³⁺ наблюдается каскадная люминесценция, аналогичная YF₃:Pr³⁺, в LiSrAlF₆:Pr³⁺ наряду с переходами с ¹S₀ наблюдается и широкополосная люминесценция обусловленная переходами 5d® 4f². Спектр люминесценции SrFCl:Pr³⁺ состоит из широкой пролосы в УФ- области и узких линий в видимой. Отсутствие люминесценции с ¹S₀ свидетельствует о излучательном механизме заселения уровней ³ P₀ и ¹D₂ , переходы с которых наблюдаются в видимом диапазоне, с 5d уровня. С повышением концентрации празеодима наблюдается уменьшение интенсивности УФ-полосы и переходов с ¹D₂ и увеличение интенсивности с ³P₀ . Наблюдаемые концентрационные закономерности объясняются кросс-релаксационными взаимодействиями между ионами празеодима, приводящими к опустошению 5d-уовня с заселением ³P₀ и шунтирующими заселение ¹D₂. Показано что на материалах активированных ионами празеодима квантовый выход превышающий 1 можно реализовать двумя способами: за счет каскадной люминесценции, как это имеет место в YF₃:Pr³⁺, и за счет кросс-реласации. Сформулированы требования к кристаллическим средам необходимые для реализации возможных каналов дезактивации возбужденных ионов празеодима.

Cписок публикаций:

[1] I.L. Sommerjijk, A.Bril and de Jager, Jornal of Luminescence 8 , p.341-343, (1974)