Твердофазным синтезом в кварцевых ампулах были получены ряд люминофо-ров ZnS.Bi с различными спектрами люминесценции. Полученные объекты ис-следовались с целью дальнейшего применения в люминесцентной термометрии. Были сняты спектры возбуждения, спектры люминесценции, КТВ, температурная чувствительность.
Введение
Известно, что висмут в сульфиде цинка создает несколько полос лю-минесценции зеленая с максимумом при 500–520 нм, красная с максиму-мом при 640 нм и 740 нм [1]. Электронное строение нона Вi3+ позволяет подходить к трактовке механизма люминесценции этих фосфоров с пози-ции теории локальных центров. В то же время, участие электронных ло-вушек в процессе свечения указывает на присутствие рекомбинационных процессов. Это, а также химическое своеобразие висмута, обусловленное его положением в периодической системе, делает данный активатор инте-ресным в теоретическом и практическом отношении.
Постановка задачи
Необходимо было получить люминофоры с единичной полосой в красной области спектра и разобраться в технологии их получения. Выяс-нить значение термочувствительности в широком диапазоне температур.
Пути решения задачи
Люминофоры получали путем прокаливания шихты ZnS, 1–3 мол% BiCl3 и плавня 1–5%масс LiCl в кварцевых ампулах в присутст-вии атмосферы серы. Измерялись спектры возбуждения и люминесцен-ции. По данным спектров люминесценции отобрали ряд люминофоров с единичными полосами в красной области. Были сняты кривые темпера-турного высвечивания и определена зависимость линии люминесценции от глубины ловушек. Температурная чувствительность изучалась в специ-альной ячейки, позволяющей производить измерения в диапазоне темпе-ратур от азотных и выше.
Результаты экспериментов
Была разработана методика и установлено влияние различных факто-ров на синтез люминофора ZnS.Bi с единичной красной полосой. Были получены образцы достаточной интенсивности для дальнейших исследо-ваний.
Кривые термовысвечивания позволили разобраться в энергетических переходах внутри Bi3+ и уровнях отвечающих за люминесценцию в крас-ной области.
Была снята зависимость термочувствительности от температуры для полученных люминофоров. В результате измерения получили термочув-ствительности >1% в областях –20°С10°С; 40°С–60°С
Заключение
Изучено влияние различных факторов на синтез и свойства люмино-фора ZnS.Bi. Показано, что для полученных люминофоров значение тер-мочувствительности больше минимальной для использования в ЛТМ (люминесцентной термометрии).
Выводы
Исходя из данных термочувствительности можно предложить в каче-стве областей использования данного люминофора: разморозку продуктов в СВЧ полях в магнетронных камерах (–20°С +-10°С), различные объекты перегревание выше 40-60°С для которых недопустимо.