Катодолюминесцентные характеристики легированных висмутом ниобатов лантаноидов

Аннотация

• Исследование посвящено изучению ниобатовлантаноидов активированных висмутом, интересных в связи с применением данных материалов в производстве люминофоров, используемых в различных областях деятельности человека, медицине, промышленности, науке. Целью исследования является изучение люминесцентных характеристик фосфоров подходящих для применения в твердотельных источниках света и полевых эмиссионных дисплеях. В настоящее время наиболее подробно изучены ниобатылантаноидов лютеция, иттрия и гадолиния, активированные различными трехвалентными редкоземельными ионами (Eu³⁺, Tb³⁺, Dy³⁺). Значительно менее исследованы ниобаты, активированные только ионами Bi³⁺, либо одновременно и ионами Bi³⁺, и редкоземельными ионами. В представленном исследовании микрокристаллические порошки легированных трёхвалентным висмутом ниобатов иттрия, лютеция и гадолиния были изучены методом катодолюминесцентной спектроскопии в широкoм диапазоне температур. Исследование проводилось при возбуждении электронным пучком с энергией около 100 кэВ, имеющим глубину проникновения более 20 мкм для уменьшения влияния поверхностных эффектов на люминесценцию. Для образцов (Y,Lu,Gd)NbO₄:Bi, а также номинально чистого LuNbO₄, измерены спектры катодолюминесценции как интегральные, так и с временным разрешением. Проведено сравнение с характеристиками фотолюминесценции данных образцов. Сделано предположение, что интенсивные широкие полосы катодолюминесценции имеют комплексную структуру и являются суперпозицией нескольких полос экситонной природы. Отмечено наличие слабого сверхбыстрого излучения в ультрафиолетовой области спектра относящееся к так называемой внутризонной люминесценци. Полученные данные представляют как научный, так и практический интерес при дальнейшей разработке функциональных материалов.