Для светодиодных устройств. Разработан люминофор, излучающий в широком диапазоне длин волн

Исследователи Томского научного центра СО РАН, используя метод самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), создали люминесцентный материал на основе нитрида кремния, модифицированного оксидом европия. Этот материал характеризуется широким спектром излучения и может быть использован для создания белых светодиодов, основанных на смешении излучения светодиодов различных цветов.

По словам Ольги Крюковой, старшего научного сотрудника ТНЦ СО РАН, СВС представляет собой эффективную альтернативу традиционному твердофазному синтезу, требующему дорогостоящего оборудования и длительного времени. Преимуществами СВС являются высокая скорость протекания реакции (минуты) и возможность самоподдержания процесса при температурах около 2000 °C, что позволяет получать люминофоры с регулируемыми свойствами.

Процесс синтеза люминофоров состоит из двух стадий. Сначала кремний и оксид европия подвергаются механоактивации в шаровой мельнице в течение 5 минут для улучшения смешивания и однородности порошка. Затем происходит высокотемпературная реакция горения, в результате которой образуется нитрид кремния с внедренным в кристаллическую решетку оксидом европия, формирующим центры свечения.

Европий, широко используемый в люминофорах, обеспечивает интенсивное и широкое излучение при относительно низком уровне возбуждения и сохраняет свечение после его прекращения. При возбуждении электроны европия переходят на более высокие энергетические уровни, а при возвращении излучают свет, цвет которого зависит от этих уровней.

Полученный материал демонстрирует флуоресценцию в синей (439 нм) и желто-зеленой (560 нм) областях спектра, а также фосфоресценцию в красной области (616–632 нм). Увеличение концентрации оксида европия приводит к смещению спектра фосфоресценции в красную область. Спектрально-люминесцентные характеристики материалов, синтезированных методом СВС, были изучены Русланом Гадировым с использованием спектрофлуориметра Cary Eclipse.

В ТНЦ СО РАН продолжаются исследования по разработке люминофоров с улучшенными характеристиками, включая светоотдачу, однородность цвета, теплопроводность и термическую стойкость. В качестве легирующих добавок рассматриваются оксиды церия и празеодима.

Результаты исследования опубликованы в журнале Materials letters.

Изображение: ТНЦ СО РАН

Источник: Минобрнауки РФ