Дмитрий Александрович Артамонов, аспирант 2-го года обучения по направлению "Физика и астрономия / оптика"
Dmitriy A. Artamonov, 2nd year PhD student of Physics and Astronomy/ Optics
Kaliningrad
Анна Владимировна Цибульникова, кандидат физико-математических наук, научный сотрудник
Калининград
Anna V. Tsibul’nikova, PhD in Physico-mathematical sciences, researcher
Kaliningrad
Василий Анатольевич Слежкин, кандидат химических наук, доцент кафедры химии
Калининград
Vasiliy A. Slezhkin, PhD in Chemistry, Assistant Professor of the Department of Chemistry
Kaliningrad
В работе исследованы оптические спектры отражения комплексов оксидов редкоземельных элементов (Tm2O3/Bi2O3, Tm2O3/Yb2O3, Tm2O3, Bi2O3, Yb2O3). Показано, что присутствие оксида иттербия в смеси Tm2O3/ Yb2O3 приводит к уменьшению коэффициента отражения оксида тулия в ультрафиолетовой области спектрального диапазона. В присутствии оксида висмута в смеси Tm2O3/ Bi2O3 максимум отражения в области 350 нм уменьшается в 1,5 раза. В видимой области излучения в комплексах с Tm2O3 на длинах волн 462, 475 и 490 нм имеются минимумы коэффициента отражения, равные 85–90 %. Данные минимумы соответствуют переходам с колебательных уровней основного состояния 3H6 → 1G4. Это свидетельствует о том, что комплекс Tm2O3/ Bi2O3 в присутствии Tm2O3 позволяет увеличивать коэффициенты отражения в видимой области. Были исследованы процессы переноса энергии электронного возбуждения, в результате которых могут наблюдаться эффекты фотолюминесценции, в том числе возможные пути переноса энергии между взаимодействующими центрами с учетом апконверсионной люминесценции оксида иттербия в красной области спектра. Установлено, что в качестве донора переноса энергии в парных комплексах выступают иттербий или висмут. Из рентгеноструктурного анализа оксида висмута следует, что синтезированная фаза оксида висмута Bi2O3 соответствует моноклинной симметрии. Дальнейшие исследования будут связаны с установлением механизмов формирования фотолюминесценции в представленных комплексах и определения динамики длительности существования возбужденных состояний на основании спектрально-кинетических исследований. Изучение процессов фотолюминесценции представляет собой большую практическую задачу.
The paper presents the study of optical reflection spectra of rare-earth element oxide complexes (Tm2O3/Bi2O3, Tm2O3/Yb2O3, Tm2O3, Bi2O3, Yb2O3) . It is shown that the presence of ytterbium oxide in the Tm2O3/Yb2O3 mixture leads to a decrease in the reflection coefficient of tulium oxide in the ultraviolet region of the spectral range. In the presence of bismuth oxide in the Tm2O3/ Bi2O3 mixture the reflection maximum in the 350 nm range decreases 1.5 times. In the visible region of radiation in complexes with Tm2O3 at wavelengths of 462 and 475 and 490 nm there are minima of reflection coefficient equal to 85-90%. These minima correspond to transitions from the vibrational levels of the ground state 3H6 → 1G4. This indicates that the Tm2O3/ Bi2O3 complex in the presence of Tm2O3 allows the reflection coefficients to increase in the visible region. The processes of electron excitation energy transfer have been investigated, as a result of which the effects of photoluminescence can be observed. The study also included the possible ways of energy transfer between the interacting centers, taking into account the upconversion luminescence of ytterbium oxide in the red region of the spectrum. It has been found that ytterbium or bismuth acts as a donor of energy transfer in paired complexes. X-ray structural analysis of bismuth oxide has been investigated, from which it follows that the synthesized phase of bismuth oxide Bi2O3 corresponds to monoclinic symmetry. Further studies will be related to the establishment of mechanisms of photoluminescence formation in the presented complexes and determination of the dynamics of the duration of excited states existence on the basis of spectral-kinetic studies. The study of photoluminescence processes is a major practical task.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.