Учёные Томского научного центра СО РАН создали люминесцентный материал с широким спектром свечения, используя метод самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). В основе материала лежат нитрид кремния и оксид европия, что делает его перспективным для применения в белых светодиодах, работа которых основана на смешивании светодиодов разных цветов. Об этом «Жуковский.Life» рассказали в пресс-службе РАН.
«Метод СВС отличается высокой скоростью и эффективностью по сравнению с традиционным твердофазным синтезом, где требуется дорогостоящее оборудование и длительное время для получения материалов. В случае СВС реакция протекает самостоятельно при температуре около 2000 °C и занимает всего несколько минут. Это позволяет быстро создавать люминофоры с регулируемыми световыми свойствами», — поясняет старший научный сотрудник ТНЦ СО РАН Ольга Крюкова.
Процесс создания материала состоит из двух этапов. Сначала кремний и оксид европия проходят механоактивацию в шаровой мельнице для улучшения однородности смеси и максимального контакта компонентов. Затем происходит высокотемпературная реакция горения, в результате которой образуется нитрид кремния с внедрённым оксидом европия. Последний формирует внутри кристаллической решётки центры свечения, активируемые ультрафиолетовым светом.
Оксид европия благодаря своим люминесцентным свойствам излучает яркий свет при низком возбуждении и долго сохраняет свечение после отключения источника возбуждения. Цвет свечения зависит от энергетических переходов электронов в ионах европия. Материал, полученный в Томске, проявляет флуоресценцию в синей и желто-зелёной областях спектра, а также фосфоресценцию в красной зоне (616–632 нм). Чем больше доля оксида европия в смеси (до 7 %), тем сильнее сдвигается спектр к красному, что было подтверждено спектрофлуориметрическими исследованиями.
Работы в Томском научном центре продолжаются, учёные экспериментируют с добавками других редкоземельных оксидов — церия и празеодима, чтобы получить материалы с улучшенными показателями световой отдачи, стабильности цвета, теплопроводности и термостойкости.
Стратегические металлы в карбонатитах Гулинского комплекса исследованы учёными. Ученые обнаружили, что высокие концентрации этих металлов формируются в ранних фазах кристаллизации карбонатитового расплава.