Материалы "Международного семинара Института спектроскопии РАН (ИСАН)", посвященного юбилею профессора М.Н. Поповой
Оптические материалы
Спектрально-люминесцентные свойства стекол системы (Y$_{1-x}$Yb$_x$)$_2$О$_3$–Al$_2$O$_3$–В$_2$О$_3$–SiO$_2$ + Cr$_2$О$_3$+Na$_2$О
Г. Е. Малашкевичa,
В. В. Ковгарa,
А. А. Романенкоa,
И. И. Азаркоb,
В. Н. Сигаевc,
Н. В. Голубевc,
М. З. Зиятдиноваc,
Е. С. Игнатьеваc,
С. А. Бахрамовd a Институт физики им. Б. И. Степанова НАН Беларуси, 220072 Минск, Республика Беларусь
b Белорусский государственный университет, 220050 Минск, Республика Беларусь
c Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, 125047 Москва, Россия
d Институт ионно-плазменных и лазерных технологий им. У.А. Арифова АН Республики Узбекистан, 100125 Ташкент, Узбекистан
Аннотация:
Синтезированы плавленые иттрий-алюмоборатные стекла, легированные иттербием, кремнием, хромом и натрием. С помощью спектрально-люминесцентного и ЭПР исследований выяснено влияние матрицы на “спектроскопическое поведение” ионов хрома и эффективность сенсибилизации ими люминесценции Yb
$^{3+}$. Установлено, что (1) хром в бесщелочных стёклах реализуется преимущественно в степени окисления Cr(III) с заметной примесью Cr(IV) и Cr(V), (2) частичное замещение Al
$_2$O
$_3$ либо В
$_2$О
$_3$ на SiО
$_2$, а также Y
$_2$О
$_3$ на Yb
$_2$О
$_3$ в различной степени отражается на относительной концентрации оптических центров ионов хрома, (3) при введении щёлочи формируются центры Cr(VI) за счёт окисления ионов хрома с более низким зарядом и в первую очередь четырёхкоординированных Cr
$^{4+}$ и Cr
$^{5+}$, (4) основной вклад в сенсибилизацию люминесценции ионов Yb
$^{3+}$ вносят ионы Cr
$^{3+}$, а ионы Cr
$^{4+}$ и в меньшей степени Cr
$^{5+}$ играют роль тушителей люминесценции и внутреннего фильтра. Обнаружена сенсибилизация люминесценции Yb
$^{3+}$ через полосу переноса заряда в Cr(VI). В щелочном стекле, легированном Cr и Yb, при возбуждении через сенсибилизатор реализован квантовый выход люминесценции, составляющий 32%, и рассмотрены условия его повышения. Показано, что температурное тушение люминесценции Cr–Yb-содержащих стекол существенно меньше, чем Cr-содержащих.
Ключевые слова:
ЭПР-спектры, ионы хрома и иттербия, квантовый выход люминесценции, сенсибилизация и тушение люминесценции.
Поступила в редакцию: 03.08.2021
Исправленный вариант: 03.08.2021
Принята в печать: 17.08.2021
DOI:
10.21883/OS.2022.01.51908.28-21