Международная команда исследователей из России, Франции и Чехии разработала инновационные люминесцентные материалы, перспективные для фотоники. Как сообщают в Минобрнауки РФ, ученые из Института общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН, РХТУ им. Д. И. Менделеева, Университета Кан-Нормандия и Чешского технического университета в Праге создали новые люминофоры на основе стекол системы хлорид свинца — диоксид теллура, активированных ионами редкоземельных элементов. Это открытие создает основу для разработки современных инфракрасных материалов, волоконно-оптических устройств, лазеров и усилителей для медицины и электроники. Результаты опубликованы в журнале Journal of Non-Crystalline Solids.
Стекла на основе диоксида теллура (теллуритные) — это уникальные материалы, чьи нелинейные оптические свойства значительно превосходят характеристики обычных силикатных стекол. Они также обладают высокой прозрачностью в инфракрасном диапазоне и электропроводностью, что делает их ценными для оптики, электроники и радиационной защиты. К их преимуществам относят химическую стойкость, термическую стабильность, низкую энергию фононов и хорошую растворимость соединений редкоземельных элементов.
Введение в состав стекол галогенидов тяжелых металлов, таких как хлорид свинца, еще больше повышает их прозрачность в УФ- и ИК-диапазонах и улучшает люминесценцию. Однако, в отличие от хорошо изученных оксидных систем, оксохлоридные стекла, особенно содержащие хлорид свинца, исследованы мало. Это связано с технологическими сложностями их синтеза: склонностью к разложению под действием пара и образованием гидроксильных групп, которые подавляют свечение.
В новой работе ученым впервые удалось преодолеть эти трудности. Они синтезировали и детально изучили свойства системы PbCl2-TeO2, легированной ионами тулия (Tm³⁺), эрбия (Er³⁺) и гольмия (Ho³⁺). Как пояснила заведующая Лабораторией высокочистых веществ ИОНХ РАН, доктор химических наук Мария Бреховских, тщательный подбор условий синтеза методом закаливания расплава позволил минимизировать пирогидролиз и получить стекла с низким содержанием гидроксильных групп. Введение хлорида свинца снизило энергию фононов матрицы, что критически важно для эффективной люминесценции в инфракрасном диапазоне 2−3 мкм, широко используемом в медицинской лазерной хирургии и терапии.
Полученные стекла показали рекордные люминесцентные характеристики. Время жизни возбужденных состояний ионов редкоземельных элементов в них существенно превысило аналогичные показатели для известных оксидных и оксофторидных теллуритных стекол. Это ключевое преимущество для создания оптических усилителей. Важно, что интенсивная люминесценция в диапазоне 2−3 мкм была получена и охарактеризована для подобных стекол впервые.
Ранее Наука Mail рассказывала, что российские ученые разработали более удобную форму приема лекарства.
