Фотолюминесценция квантовых точек Zn$_{1-x-y}$Cu$_{x}$Eu$_{y}$S/EuL$_{3}$ в полиакрилатной матрице

Сульфид цинка является одним из наиболее востребованных люминесцирующих полупроводников группы А(II)B(VI). Легирование квантовых точек ZnS ионами Ln$^{3+}$ позволяет сформировать в полупроводниковой матрице наноразмерные структуры, содержащие изолированные центры узкополосной люминесценции. Внедрение КТ в акрилатные матрицы дополнительно стабилизирует частицы, позволяет сформировать их морфологию. Наноразмерные структуры Zn$_{1-x-y}$Cu$_{x}$Eu$_{y}$S/EuL$_{3}$, где L – трифторацетат-анионы, синтезированы методом возникающих реагентов in situ в среде метилметакрилата (ММА). Легирование ZnS проведено одновременным введением в акрилатную реакционную смесь растворимых прекурсоров сульфида цинка, а также трифторацетатов меди и европия. Полимерные оптически прозрачные композиции ПММА/Zn$_{1-x-y}$Cu$_{x}$Eu$_{y}$S/EuL$_{3}$ получены радикальной полимеризацией ММА в блоке. Возбуждение люминесценции композиций связано с межзонным переходам электронов в ZnS, с системой уровней, которые формируют легирующие ионы в запрещенной зоне ZnS, а также с собственным поглощением энергии ионами Eu$^{3+}$. Широкополосная люминесценция композиций обусловлена внутрикристаллическими дефектами, сформировавшимися в ZnS при легировании. Узкополосная люминесценция возникает в результате электронных $^{5}D_{0}\to{}^{7}F_{j}$-переходов в ионах Eu$^{3+}$, связанных с КТ, а также находящихся в полимерной матрице независимо от них. Перенос энергии с донорных уровней полупроводниковой матрицы на уровни ионов Eu$^{3+}$ с последующим выделением ее в виде люминесценции подтвержден наложением полос поглощения легированного ZnS и полос возбуждения люминесценции композиций, а также увеличением интенсивности узкополосной люминесценции ионов Eu$^{3+}$ при одновременном уменьшении интенсивности широкой полосы рекомбинационной люминесценции легированного ZnS. Уменьшение интенсивности полосы рекомбинационной люминесценции ZnS при увеличении концентрации ионов Eu$^{3+}>$ 1.0 $\cdot$ 10$^{-3}$ mol/L также связано с образованием на поверхности частиц слоя комплексных соединений европия, препятствующих прохождению возбуждающего излучения к ядру частиц.