Kemister och fysiker från Ural Federal University och Institute of Chemistry of Solids i Ural Branch of Russian Academy of Sciences har syntetiserat en ny förening som kan användas för att omvandla UV -strålning till synligt ljus och ändra laserstrålningsområde. Arbetet publicerades i Journal of Luminescence .

Artikelförfattarna arbetade med litiumhaltiga föreningar med granatstruktur. Den kemiska formeln för sådana kompositioner är Li _x La ₃ M ₂ O ₁₂ , där M är zirkonium, niob, tenn, tellur, hafnium, eller tantal och x är tre till sju. Ett antal publikationer om material baserat på dessa system har publicerats på sistone. Dock, deras optiska egenskaper förblev undersökta.

Från tidigare publikationer, kemister visste att många hafniumföreningar hade foto-, Röntgen-, och radioluminescens. Således, ceriumdopad hafniumgranat Ca ₃ Hf ₂ SiAlO ₁₂ fosfor visar ett brett cyanemission under 400 nm excitation (på gränsen mellan synlig och UV -strålning). Författarna till verket bestämde sig för att syntetisera litiumhaltigt ceriumdopat hafniumgranat (Li ₇ La ₃ Hf ₂ O ₁₂ :Ce ₃ ⁺ ) för att erhålla ytterligare en komposition som avger i det synliga spektrumet.

Efter syntetisering av de nödvändiga föreningarna, kemisterna studerade dess egenskaper. Med röntgendiffraktion, de bestämde föreningens strukturella egenskaper. De studerade dess mikrostruktur med hjälp av skanningelektronmikroskopi. För att bestämma sambandet mellan reflektion, excitation och luminescensspektra på dopantkoncentrationen och temperaturen, kemisterna utförde en komplex analys av optisk spektroskopi. De fann en korrelation mellan separata utsläppsband och F+ -centra.

"Efter detaljerad analys av alla erhållna egenskaper och med användning av EPR -spektroskopi, vi lyckades bevisa att ökningen av ceriumkoncentration ledde till minskningen av intensiteten av fotoluminescens associerad med inneboende luminescenscentra i Li7La3Hf2O12 representerade av excitoner (kvasipartiklar som bundna tillstånd av elektron och hål) i vanliga kristallgitternickar (Hf-O), "sa Yana Baklanova, medförfattare till artikeln, och senior vetenskaplig associerad med Institute of Chemistry of Solids of Ural Branch of Russian Academy of Sciences.

Föreningen, med andra dopmedel, kan användas vid tillverkning av medicinska och optiska enheter och övervakningssystem,

"Ett Li ₇ La ₃ Hf ₂ O ₁₂ förening dopad med europium och neodym eller holmium (Eu ₃ ⁺ och Nd ₃ ⁺ /Ho ₃ ⁺ ) kan användas för att omvandla UV-strålning till det synliga spektralområdet och monokromatisk laserstrålning till det infraröda området med kortvågs- ​​och mellersta-infrarött spektralområde. IR -strålning används ofta i medicin, olika optiska system, och även för analys av luftföroreningar, "avslutade Alexey Ishchenko, medförfattare till artikeln, biträdande professor och senior vetenskaplig medarbetare vid Ural Federal University.