Поделиться
В России синтезирован в полтора раза более яркий люминофор для томографов на замену импортному
Российские ученые разработали новый метод синтеза люминесцентных материалов, необходимых для изготовления томографов и различных датчиков. По яркости он лучше существующих аналогов в полтора раза. Первые исследования показали, что и по долговечности полученный люминофор сможет показать хорошие результаты.
Новый метод синтеза
Ученые Уральского федерального университета (УрФУ) совместно с тюменскими и красноярскими коллегами разработали новый метод синтеза люминофора из редкоземельных элементов, говорится в сообщении на сайте вуза. Исследователи смогли значительно уменьшить размер синтезированных частиц, которые по яркости превзошли аналоги в полтора раза.
Полученный на основе оксисульфида гадолиния, легированного церием и тербием материал можно использовать для импортозамещения в медицинских томографах, авиационной технике, системах таможенного досмотра и других областях, где требуются детекторы рентгеновского и гамма-излучения.
Он может использоваться в преобразователях и источниках света и, по мере необходимости, заменять любые зарубежные аналоги. Разработка отечественных высокоэффективных люминофоров — стратегическая задача для обеспечения независимости российского приборостроения в ключевых отраслях, подчеркнули представители УрФУ.
Размер имеет значение
По словам Дмитрия Бирюкова, соавтора разработки, администратора исследовательской лаборатории «Гибридные технологии и метаматериалы» ФТИ УрФУ, результаты работы научного коллектива показали, что размер, наряду с электронно-энергетическими характеристиками, играет существенную роль в управляемом синтезе новых оптоэлектронных материалов.
«Использованная в нашей работе технология получения наночастиц оксидов и оксисульфидов редкоземельных элементов позволяет значительно уменьшить их размер по сравнению с традиционными методами синтеза, при этом одновременно добиться высокого уровня их однородности и стабильности. Благодаря этому квантовый выход и интенсивность свечения люминофора возросли более чем на 50%», — сказал Бирюков.
Главную роль в свечении играют ионы тербия, дающие интенсивное зеленое излучение при длине волны 538 нм, свечение церия при этом значительно слабее.
«Зеленое свечение является наиболее благоприятным для человеческого глаза, который обладает максимальной чувствительностью в этом диапазоне спектра. При этом источники света в красном или синем спектральном диапазоне при одинаковой интенсивности свечения субъективно будут восприниматься человеком как более тусклые по сравнению с зеленым люминофором», — пояснил Дмитрий Зацепин, соавтор работы, старший научный сотрудник лаборатории «Физика функциональных материалов углеродной микро- и оптоэлектроники» ФТИ УрФУ.
Долговечный люминофор
Исследователи утверждают, что в сухой атмосфере или при наличии влагонепроницаемой оболочки полученные люминофоры обладают высокой долговечностью и стабильностью физических характеристик.
При непрерывной работе они не деградируют, поскольку воздействие ионизирующего излучения и процессы, сопровождающие эти воздействия, не приводят к изменению микроструктуры и функциональных свойств вещества.
Правда, влияние других факторов, например, влажности воздуха, еще предстоит подробно изучить. В планах ученых также — детальное исследование реакции материала к экстремальным условиям эксплуатации и исследование эффективности механизмов преобразования поглощаемой энергии излучений в ходе ее миграции между ионами церия и тербия. Это необходимо для последующей оптимизации функциональных характеристик материала при решении задач в конкретных сферах практического использования.
Поделиться
Короткая ссылка
