Plakat Wojciech Sadowski (P21-Pon)
WŁAŚCIWOŚCI LUMINESCENCYJNE SZKŁO – CERAMIK FOSFORANOWYCH DOMIESZKOWANYCH EU3+
1 Instytut Nanotechnologii i Inżynierii Materiałowej, Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej, Politechnika Gdańska, Gabriela Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk, Polska
2 Instytut Fizyki Doświadczalnej, Wydział Matematyki, Fizyki i Informatyki, Uniwersytet Gdański, Wita Stwosza 57, 80-308 Gdańsk, Polska
Luminofory oparte na szkło – ceramikach domieszkowanych pierwiastkami ziem rzadkich mogą stać się w niedalekiej przyszłości odpowiedzią na rosnące zapotrzebowanie na źródła światła widzialnego. Połączenie zalet szkła i uzyskiwanej w procesie obróbki termicznej fazy krystalicznej jest rozwiązaniem niezwykle wszechstronnym, gwarantującym niskie koszty produkcji, możliwość dowolnego formowania jak i dużą wytrzymałość. Na szczególną uwagę zasługuje matryca oparta na szkle fosforanowym charakteryzującym się niską energią fononów oraz wyjątkową rozpuszczalnością pierwiastków ziem rzadkich [1]. Wprowadzenie do składu szkieł związków fluoru zapewnia zwiększoną segregację jonów domieszki w powstających nanokryształach, które stanowiąc otoczenie o niższej energii fononów promują przejścia promieniste centrów aktywnych [2]. Ponadto kontrolowany proces krystalizacji pozwala uzyskać krystality o średnicy nie przekraczającej 30 nm, a zatem gwarantującej przezroczystość optyczną uzyskiwanych szkło – ceramik [3].
Poprzez metodę odlewania z kontrolowanym tempem chłodzenia uzyskano serie szkieł fosforanowych o nominalnym składzie P2O5–Bi2O3–K2O–Nb2O5–X (X = AlF3, KF), domieszkowanych 0,5 mol% europu. W celu określenia właściwości termicznych uzyskanych szkieł przeprowadzono pomiary DSC. Szkło – ceramiki zostały wytworzone w procesie wygrzewania w powietrzu amorficznych matryc. Uzyskane materiały zostały scharakteryzowane strukturalnie za pomocą pomiarów XRD oraz FT-IR. Wpływ obecności fazy krystalicznej na luminescencję jonów Eu3+ analizowano na podstawie pomiarów fluorescencyjnych widm emisji w warunkach wzbudzenia UV oraz spektroskopii UV-Vis.
Bazując na wynikach przeprowadzonych eksperymentów, odnotowano znaczne zmiany właściwości luminescencyjnych wynikających zarówno z wytworzenia fazy krystalicznej, jak i obecności odmiennych fluorków metali.
[1] Muñoz F., Rocherullé J., Ahmed I., Hu L. Phosphate Glasses. In: Musgraves J.D., Hu J., Calvez L. (eds) Springer Handbook of Glass. Springer Handbooks. Springer, (2019)
[2] V. Marghussian, Nano-Glass Ceramics: Processing, Properties and Applications, William Andrew, Elsevier (2015)
[3] G.H. Beall, L.R. Pinckney, Nanophase Glass-Ceramics, Journal of the American Ceramic Society 82(1), 5-16 (1999)
