Люминофоры — это порошкообразные компоненты, преобразующие поглощенную ими световую, механическую и тепловую энергии в световое излучение. Они широко применяются в фотонике, в частности, для изготовления люминесцентных ламп, светодиодов, индикаторов излучения и других приборов. В настоящий момент перед российской наукой стоит задача разработки технологий получения люминофоров, которые смогли бы заменить зарубежные аналоги. При этом применяемые сегодня методы синтеза имеют ряд недостатков, такие как остающиеся в люминофоре исходные и промежуточные продукты синтеза, неоднородность структуры исходных компонентов.
Исследователи Томского политеха предложили принципиально новый экспрессный метод получения иттрий-алюминиевого граната, легированного ионами церия — наиболее распространенной люминесцентной керамики для изготовления белых светодиодов. Материалы на основе иттрий-алюминиевого граната высокотехнологичны, обладают высокой устойчивостью к различным внешним воздействиям, в том числе механическим, термическим, химическим и радиационным.
В ходе исследования ученые изучили структуру и люминесцентные свойства керамических образцов, а также влияние параметров электронного пучка и морфологического состава компонентов на конечный результат. Это необходимо для того, чтобы синтезировать новые типы люминесцентной керамики на основе разработанных технологических условий.Особенность метода заключается в применении высокоэнергетического электронного пучка. Мы синтезируем гранат из смеси оксида иттрия, оксида алюминия и добавки в виде оксида церия, взятых в стехиометрическом соотношении. Эта смесь подвергается мощному воздействию потока электронов, что приводит к радиолизу — распаду оксидов на ионы и последующему их соединению, в результате чего синтезируется иттрий-алюминиевый гранат. Технология позволяет за одну секунду получить 10-20 грамм нового вещества. Это самый быстрый метод его получения из всех существующих,
«Технология позволяет спекать разные вещества, оперативно меняя состав компонентов. Это дает возможность синтезировать керамику сложного состава и выяснять закономерности влияния содержания различных компонентов на свойства конечного продукта. Мы планируем развивать это направление исследований в сторону разработки высокоэффективных универсальных технологий радиационного синтеза материалов на основе тугоплавких соединений. Сейчас перед нами стоит задача получения типовых, традиционных материалов с максимально высоким квантовым и световым выходом люминесценции, управляемым спектральным составом излучения», — говорит Елена Полисадова.
Политехники уже начали работу по синтезу сложных составов на основе оксида галлия и оксида алюминия. Это позволит получать перспективные материалы для нового поколения электроники.
