Российские ученые разработали нанолюминофоры с интенсивностью светового излучения в 80 раз выше, чем в аналогичных по составу объемных соединениях. Новые нанолюминофоры можно использовать в LED-устройствах, лазерах, а также для создания биологических меток для мониторинга здоровья пациентов. Статья опубликована в журнале Results in Optics.
Люминофоры — вещества, которые преобразовывают поглощаемую энергию в световое излучение. Ученые из Уральского федерального университета и Уральского отделения РАН создали наноразмерные частицы, светящиеся под воздействием инфракрасного излучения. Яркость излучения новых нанолюминофоров в 80 раз выше, чем аналогичных по составу объемных соединениях. Разработка позволит усовершенствовать волоконные лазеры, повысить яркость белых светодиодов, а также создавать метки для визуализации процессов организма. Наночастицы могут возбуждаться непосредственно через биоткань. При этом возбуждающий инфракрасный свет не оказывает вредного воздействия на организм. Однако для определения эффективности и безопасности применения наночастиц необходимы доклинические исследования.
Ученые выяснили, что интенсивность свечения в нанолюминофорах можно увеличить за счет добавления ионов эрбия и иттербия. При определенной концентрации этих ионов в наночастицах возникает эффект фотонной лавины, когда поглощение одного фотона приводит к испусканию множества других. Ученые получили силикатные аморфные нанолюминофоры путем испарения электронным пучком объемных образцов. Впервые они применили этот метод к силикатным люминофорам, содержащим ионы европия. Уменьшение до наноразмерного состояния привело к изменению цвета фотолюминесценции.
«Данный состав наноразмерных люминофоров мы получили впервые. Это сложные силикатные нанолюминофоры, состоящие из стронция, иттрия, кремния и кислорода. Также мы добавили трехзарядные ионы редкоземельных металлов эрбия и иттербия. Именно ионы эрбия и иттербия дают существенное увеличение интенсивности красного свечения за счет эффекта фотонной лавины. Эффект фотонной лавины в силикатных редкоземельных нанолюминофорах мы обнаружили впервые», — говорит соавтор исследования Михаил Зуев.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
