Des chimistes et des physiciens de l'Université fédérale de l'Oural et de l'Institut de chimie des solides de la branche de l'Oural de l'Académie des sciences de Russie ont synthétisé un nouveau composé qui peut être utilisé pour convertir le rayonnement UV en lumière visible et modifier la portée du rayonnement laser. L'ouvrage a été publié dans le Journal de la luminescence .

Les auteurs de l'article ont travaillé avec des composés contenant du lithium à structure grenat. La formule chimique de ces compositions est Li X La 3 M 2 O 12 , où M est le zirconium, niobium, étain, tellure, hafnium, ou tantale et x est égal à trois à sept. Un certain nombre de publications sur les matériaux basés sur ces systèmes ont été publiées récemment. Cependant, leurs propriétés optiques sont restées peu étudiées.

D'après les publications précédentes, les chimistes savaient que de nombreux composés de l'hafnium avaient photo-, Radiographie-, et la radioluminescence. Ainsi, grenat hafnium dopé au cérium Ca 3 Hf 2 SiAlO 12 le phosphore montre une large émission cyan sous une excitation de 400 nm (à la frontière entre le rayonnement visible et UV). Les auteurs des travaux ont décidé de synthétiser du grenat d'hafnium dopé au cérium contenant du lithium (Li 7 La 3 Hf 2 O 12 :Ce 3 ⁺ ) pour obtenir une composition de plus qui émet dans le spectre visible.

Après avoir synthétisé les composés nécessaires, les chimistes étudièrent ses propriétés. En utilisant la diffraction des rayons X, ils ont déterminé les caractéristiques structurelles du composé. Ils ont étudié sa microstructure en utilisant la microscopie électronique à balayage. Pour déterminer la relation entre la réflexion, spectres d'excitation et de luminescence sur la concentration et la température du dopant, les chimistes ont réalisé une analyse complexe de spectroscopie optique. Ils ont trouvé une corrélation entre des bandes d'émission séparées et des centres F+.

"Après une analyse détaillée de toutes les caractéristiques obtenues et en utilisant la spectroscopie EPR, nous avons réussi à prouver que l'augmentation de la concentration de cérium entraînait la réduction de l'intensité de la photoluminescence associée aux centres de luminescence intrinsèques dans Li7La3Hf2O12 représentés par des excitons (quasiparticles en tant qu'états liés d'électron et de trou) dans des nœuds réguliers du réseau cristallin (Hf-O), " dit Yana Baklanova, un co-auteur de l'article, et associé scientifique principal de l'Institut de chimie des solides de la branche de l'Oural de l'Académie des sciences de Russie.

Le composé, avec d'autres dopants, peut être utilisé dans la fabrication de dispositifs médicaux et optiques et de systèmes de surveillance,

"Un Li 7 La 3 Hf 2 O 12 composé dopé à l'europium et au néodyme ou à l'holmium (Eu 3 ⁺ et Nd 3 ⁺ /Ho 3 ⁺ ) peut être utilisé pour convertir le rayonnement UV dans la gamme spectrale visible et le rayonnement laser monochromatique dans la gamme infrarouge avec la gamme spectrale des ondes courtes et de l'infrarouge moyen. Le rayonnement IR est largement utilisé en médecine, divers systèmes optiques, et aussi pour l'analyse de la pollution de l'air, " a conclu Alexey Ishchenko, un co-auteur de l'article, professeur adjoint et associé scientifique principal de l'Université fédérale de l'Oural.