СПЕКТРАЛЬНО-КИНЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАТОДОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ НИОБАТОВ ЛАНТАНОИДОВ (Y,Lu,Gd)NbO4:Bi3+

Исследование посвящено изучению ниобатов лантаноидов легированных ионами висмута, представляющих интерес в качестве потенциальных люминофоров, используемых в различных областях деятельности человека, таких как медицина, промышленность, наука. В данной работе проведено экспериментальное исследование катодолюминесценции ниобатов (Y,Lu,Gd)NbO4:Bi³⁺, а именно спектральных характеристик с временным разрешением, а также кинетики затухания люминесценции для основных спектральных полос. Представлена температурная зависимость значений времени затухания катодолюминесценции для образца YNbO4:Bi³⁺ , измеренная в температурном диапазоне 5–295 К с интервалом в 10 К. Исследование кинетики затухания люминесценции, сделанные в этом исследовании, показали, что, по крайней мере, три ярко выраженных компонента наблюдаются в кинетике затухания при низкой температуре. Из трех компонентов основной вклад в светосумму вносит медленный микросекундный компонент со временем затухания в диапазоне 2–9 мкс. Однако отдельный интерес представляет наносекундная кинетика собственного свечения образцов в ультрафиолетовой области спектра. Наличие нескольких быстрых компонент говорит о комплексной структуре этого свечения, связанной с суперпозицией полос свечения автoлокализованных экситонов. Полученные данные представляют как научный, так и практический интерес при дальнейшей разработке функциональных материалов.

1. Кисабекова А., Красников А., Асылбаев Р., Баубекова Г. Катодолюминесцентные характеристики легированных висмутом ниобатов лантаноидов // Вестник Евразийского Национального университета имени Л.Н. Гумилева. Серия: Физика. Астрономия. – 2024. – № 4 (149) (принята в печать)

2. Baran M., Belikov K., Kissabekova A., Krasnikov A., Lushchik A., Mihokova E., Tsiumra V., Vasylechko L., Zazubovich S., Zhydachevskyy Ya. Origin of luminescence in Bi3+ - doped lanthanide niobates // Journal of Alloys and Compounds. – 2021. – Vol. 859. – Р. 157800. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.157800

3. Blasse G., Bril A., J. Investigations on Bi-Activated Phosphors // The Journal of Chemical Physics. – 1968. – Vol. 48. – No. 1. – P. 217–222. https://doi.org/10.1063/1.1667905

4. Sun, H.-T.; Zhou, J.; J. Qui, J. Recent advances in bismuth activated photonic materials // Progress in Material Science – 2014. – Vol. 64. – P. 1–72. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2014.02.002

5. Bahng H., Oh E. S., Seo S. H., Kim J. S., Lee M., Park H. L., Choong-il Lee, Kim G.C., and Kim K. J. Cathodoluminescence Study of Bi3+ -doped YNbO4 Phosphor. // Phys. stat. sol. – 2002. – Vol.191. – No. 1. – P. 291–295. https://doi.org/10.1002/1521-396X(200205)191:13.0.CO;2-N

6. Sun, H.-T.; Zhou, J.; J. Qui, J. Recent advances in bismuth activated photonic materials // Progress in Material Science. – 2014. – Vol. 64. – P. 1–72. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2014.02.002

7. Awater R. H. P., Dorenbos P., Towards a General Concentration Quenching Model of Bi3+ Luminescence // J. Lumin. – 2017. – No. 188. – P. 487–489. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2017.05.011

8. Park T.-K., Ahn H.-C., Mho S.-I. High Concentration of Bi3+ Incorporated into RNbO4:Eu3+ (R = La, Y, Gd) as Red Phosphors for White LED Applications // Journal of the Korean Physical Society. – 2008. – Vol. 52. – No. 2. – P. 431–434. https://doi.org/10.3938/jkps.52.431

9. Shin S.H., Jeon D.Y., Suh K.S. Charge-transfer nature in luminescence of YNbO4:Bi blue phosphor // J. Appl. Phys. – 2001. – Vol. 90. – No. 12. – P. 5986–5990. https://doi.org/10.1063/1.1413954

10. Liu Ch., Zhou W., Shi R., Lin L., Zhou R., Chen J., Li Zh., Liang H. Host-sensitized luminescence of Dy3+ in LuNbO4 under ultraviolet light and low-voltage electron beam excitation: energy transfer and white emission / J.Mater. Chem. C. – 2017. – No. 5. – P. 9012. https://doi.org/10.1039/c7tc03260a

11. Han Ch.-H., Kim H.-J., Chang H., Kwon Lee S., Park H.D. Luminescent Properties of YNbO4:Bi Phosphors // Journal of The Electrochemical Society. – 2000. – No. 147(7). – P. 2800–2804. https://iopscience.iop.org/article/10.1149/1.1393609

12. Bang, J.H.; Oh, E.S.; Seo, S.H.; Kim, J.S.; Lee, M.; Park, H.L.; Lee, C.-I.; Kim, C.C.; Kim, K.J. Cathodoluminescence study of Bi3+-doped YNbO4 phosphor // Phys. Status Solidi A. – 2002. – Vol. 191. P. 291–295. https://doi.org/10.1002/1521-396X(200205)191:13.0.CO;2-N

13. Omelkov S. I., Nagirnyi V., Vasil'ev A. N., Kirm M. New features of hot intraband luminescence for fast timing // Journal of Luminescence. – 2016. – No. 176. – P. 309317. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2016.03.039