zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-1756Research ArticleСПЕКТРОСКОПИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛSPECTROSCOPY OF SOLIDSСпектрально-люминесцентные свойства керамики из оксида иттрия, соактивированного ионами тулия и гольмияSPECTRAL-LUMINESCENT PROPERTIES OF THULIUM AND HOLMIUM COACTIVATED YTTRIUM SESQUIOXIDE CERAMICМаксимовР. Н.MaksimovR. N.

Екатеринбург

Ekaterinburg

roman.maksimov196@yandex.ruШитовВ. А.ShitovV. A.

Екатеринбург

Ekaterinburg

ОсиповВ. В.OsipovV. V.

Екатеринбург

Ekaterinburg

БузаеваЕ. М.BuzaevaE. M.

Саранск

Saransk

РябочкинаП. А.RyabochkinaP. A.

Саранск

Saransk

АрискинА. О.AriskinA. O.

Саранск

Saransk

Институт электрофизики УрО РАН; Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б. Н. Ельцина,Institute of Electrophysics Ural Brunch RAS; Ural Federal University named after the First President of Russia B. N. YeltsinИнститут электрофизики УрО РАНInstitute of Electrophysics Ural Brunch RASНациональный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н. П. ОгарёваNational Research Ogarev Mordovia State University2025070220259216569Copyright © Максимов Р.Н., Шитов В.А., Осипов В.В., Бузаева Е.М., Рябочкина П.А., Арискин А.О., 20252025Максимов Р.Н., Шитов В.А., Осипов В.В., Бузаева Е.М., Рябочкина П.А., Арискин А.О.Maksimov R.N., Shitov V.A., Osipov V.V., Buzaeva E.M., Ryabochkina P.A., Ariskin A.O.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/1756

Представлены результаты исследования спектрально-люминесцентных характеристик оптической керамики из оксида иттрия, соактивированного ионами тулия и гольмия (Tm,Ho:Y2O3). Керамические образцы получены с помощью твердофазного вакуумного спекания наноразмерных частиц со сложным химическим составом, синтезированных методом лазерного испарения. Коэффициент пропускания керамик Tm,Ho:Y2O3 в области 2 мкм превышает 82 %, что свидетельствует о высоком оптическом качестве. Перераспределение интенсивностей линий в спектрах люминесценции переходов 3F4→3H6 ионов Tm3+ и 5I7→5I8 ионов Ho3+, зарегистрированных при возбуждении на уровень 3H4 ионов Tm3+ в керамиках с различным соотношением Tm3+/Ho3+, свидетельствует о безызлучательном переносе энергии с уровня 3F4 ионов Tm3+ на уровень 5I7 ионов Ho3+. 

The results of investigating the spectral and luminescent characteristics of optical ceramics from thulium and holmium coactivated yttrium sesquioxide (Tm,Ho:Y2O3) are presented. The ceramic samples were fabricated using solid-state vacuum sintering of nano-sized particles with a complex chemical composition synthesized by laser evaporation. The transmittance of Tm,Ho:Y2O3 ceramics in the region of 2 μm exceeds 82 % indicating their high optical quality. The redistribution of line intensities in the luminescence spectra of 3F4→3H6 transitions of Tm3+ ions and 5I7→5I8 transitions of Ho3+ ions observed under excitation of Tm3+ ions to the 3H4 level in ceramics with different Tm3+/Ho3+ balances indicates the occurrence of a nonradiative energy transfer process from 3F4 level of Tm3+ ions to 5I7 level of Ho3+ ions. 

оптическая керамикаоксид иттриясоактивированиебезызлучательный перенос энергииoptical ceramicyttrium sesquioxidecoactivationnonradiative energy transferРабота выполнена за счет гранта Российского научного фонда № 24-23-00460, https://rscf.ru/project/24-23-00460/.ReferencesI. Mingareev, F. Weirauch, A. Olowinsky, L. Shah, P. Kadwani, M. Richardson. Opt. Laser Technol., 44, N 7 (2012) 2095—2099, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0030399212001302I. Mingareev, F. Weirauch, A. Olowinsky, L. Shah, P. Kadwani, M. Richardson. Opt. Laser Technol., 44, N 7 (2012) 2095—2099, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0030399212001302K. C. Cossel, E. M. Waxman, I. A. Finneran, G. A. Blake, J. Ye, N. R. Newbury. J. Opt. Soc. Am. B, 34, N 1 (2017) 104—129, https://opg.optica.org/josab/abstract.cfm?uri=josab-34-1-104K. C. Cossel, E. M. Waxman, I. A. Finneran, G. A. Blake, J. Ye, N. R. Newbury. J. Opt. Soc. Am. B, 34, N 1 (2017) 104—129, https://opg.optica.org/josab/abstract.cfm?uri=josab-34-1-104O. Traxer, E. X. Keller. World J. Urol., 38, N 8 (2020) 1883—1894, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30729311/O. Traxer, E. X. Keller. World J. Urol., 38, N 8 (2020) 1883—1894, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30729311/F. Silva, S. M. Teichmann, S. L. Cousin, M. Hemmer, J. Biegert. Nature Commun., 6 (2015) 6611, https://www.nature.com/articles/ncomms7611F. Silva, S. M. Teichmann, S. L. Cousin, M. Hemmer, J. Biegert. Nature Commun., 6 (2015) 6611, https://www.nature.com/articles/ncomms7611J. Weisshaupt, V. Juvé, M. Holtz, S. Ku, M. Woerner, T. Elsaesser, S. Ališauskas, A. Pugžlys, A. Baltuška. Nature Photon., 8 (2014) 927—930, https://www.nature.com/articles/nphoton.2014.256J. Weisshaupt, V. Juvé, M. Holtz, S. Ku, M. Woerner, T. Elsaesser, S. Ališauskas, A. Pugžlys, A. Baltuška. Nature Photon., 8 (2014) 927—930, https://www.nature.com/articles/nphoton.2014.256B. Wolter, M. G. Pullen, M. Baudisch, M. Sclafani, M. Hemmer, A. Senftleben, C. D. Schröter, J. Ullrich, R. Moshammer, J. Biegert. Phys. Rev. X, 5 (2015) 021034, https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.5.021034B. Wolter, M. G. Pullen, M. Baudisch, M. Sclafani, M. Hemmer, A. Senftleben, C. D. Schröter, J. Ullrich, R. Moshammer, J. Biegert. Phys. Rev. X, 5 (2015) 021034, https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.5.021034T. Popmintchev, M.-C. Chen, D. Popmintchev, P. Arpin, S. Brown, S. Alisaukas, G. Andriukatis, T. Balciunas, O. D. Mucke, A. Pugzlys, A. Baltuska, B. Shim, S. E. Schrauth, A. Gaeta, C. HernandezGarcia, L. Plaja, A. Becker, A. Jaron-Becker, M. M. Murnane, H. C. Kapteyn. Science, 336, N 6086 (2012) 1287—1291, https://www.science.org/doi/10.1126/science.1218497T. Popmintchev, M.-C. Chen, D. Popmintchev, P. Arpin, S. Brown, S. Alisaukas, G. Andriukatis, T. Balciunas, O. D. Mucke, A. Pugzlys, A. Baltuska, B. Shim, S. E. Schrauth, A. Gaeta, C. HernandezGarcia, L. Plaja, A. Becker, A. Jaron-Becker, M. M. Murnane, H. C. Kapteyn. Science, 336, N 6086 (2012) 1287—1291, https://www.science.org/doi/10.1126/science.1218497P. A. Ryabochkina, A. N. Chabushkin, Yu. L. Kopylov, V. V. Balashov, K. V. Lopukhin. Quantum Electron., 46, N 7 (2016) 597—600, https://iopscience.iop.org/article/10.1070/QEL16084P. A. Ryabochkina, A. N. Chabushkin, Yu. L. Kopylov, V. V. Balashov, K. V. Lopukhin. Quantum Electron., 46, N 7 (2016) 597—600, https://iopscience.iop.org/article/10.1070/QEL16084P. Loiko, J. M. Serres, X. Mateos, K. Yumashev, N. Kuleshov, V. Petrov, U. Griebner, M. Aguiló, F. Díaz. Opt. Express, 22, N 23 (2014) 27976—27984, https://opg.optica.org/oe/fulltext.cfm?uri=oe-22-23-27976&id=303689P. Loiko, J. M. Serres, X. Mateos, K. Yumashev, N. Kuleshov, V. Petrov, U. Griebner, M. Aguiló, F. Díaz. Opt. Express, 22, N 23 (2014) 27976—27984, https://opg.optica.org/oe/fulltext.cfm?uri=oe-22-23-27976&id=303689Y. Zhao, Y. Wang, X. Zhang, X. Mateos, Z. Pan, P. Loiko, W. Zhou, X. Xu, J. Xu, D. Shen, S. Suomalainen, A. Härkönen, M. Guina, U. Griebner, V. Petrov. Opt. Lett., 43, N 4 (2018) 915—918, https://opg.optica.org/ol/abstract.cfm?uri=ol-43-4-915Y. Zhao, Y. Wang, X. Zhang, X. Mateos, Z. Pan, P. Loiko, W. Zhou, X. Xu, J. Xu, D. Shen, S. Suomalainen, A. Härkönen, M. Guina, U. Griebner, V. Petrov. Opt. Lett., 43, N 4 (2018) 915—918, https://opg.optica.org/ol/abstract.cfm?uri=ol-43-4-915M. Zinkevich. Prog. Mater. Sci., 52, N 4 (2007) 597—647, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0079642506000582M. Zinkevich. Prog. Mater. Sci., 52, N 4 (2007) 597—647, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0079642506000582V. V. Osipov, V. V. Platonov, V. V. Lisenkov, E. V. Tikhonov, A. V. Podkin. Appl. Phys. A, 124 (2018) 3, https://link.springer.com/article/10.1007/s00339-017-1348-9V. V. Osipov, V. V. Platonov, V. V. Lisenkov, E. V. Tikhonov, A. V. Podkin. Appl. Phys. A, 124 (2018) 3, https://link.springer.com/article/10.1007/s00339-017-1348-9A. A. Kaminskii, K. Ueda, A. F. Konstantinova, H. Yagi, T. Yanagitani, A. V. Butashin, V. P. Orekhova, J. Lu, K. Takaichi, T. Uematsu, M. Musha, A. Shirokava. Crystallogr. Rep., 48, N 6 (2003) 1041—1043, https://link.springer.com/article/10.1134/1.1627445A. A. Kaminskii, K. Ueda, A. F. Konstantinova, H. Yagi, T. Yanagitani, A. V. Butashin, V. P. Orekhova, J. Lu, K. Takaichi, T. Uematsu, M. Musha, A. Shirokava. Crystallogr. Rep., 48, N 6 (2003) 1041—1043, https://link.springer.com/article/10.1134/1.1627445Y. Liu, X. Qin, L. Gan, G. Zhou, S. Hu, Z. Wang, J. Jiang, T. Zhang, H. Chen. Materials, 17, N 2 (2024) 402, https://www.mdpi.com/1996-1944/17/2/402Y. Liu, X. Qin, L. Gan, G. Zhou, S. Hu, Z. Wang, J. Jiang, T. Zhang, H. Chen. Materials, 17, N 2 (2024) 402, https://www.mdpi.com/1996-1944/17/2/402N. A. Safronova, R. P. Yavetskiy, O. S. Kryzhanovska, M. V. Dobrotvorska, A. E. Balabanov, I. O. Vorona, А. V. Tolmachev, V. N. Baumer, I. Matolínova, D. Yu. Kosyanov, O. O. Shichalin, E. K. Papynov, S. Hau, C. Gheorghe. Ceram. Int., 47, N 1 (2021) 1399—1406, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0272884220326651N. A. Safronova, R. P. Yavetskiy, O. S. Kryzhanovska, M. V. Dobrotvorska, A. E. Balabanov, I. O. Vorona, А. V. Tolmachev, V. N. Baumer, I. Matolínova, D. Yu. Kosyanov, O. O. Shichalin, E. K. Papynov, S. Hau, C. Gheorghe. Ceram. Int., 47, N 1 (2021) 1399—1406, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0272884220326651F. S. Liu, B. J. Sun, J. K. Liang, Q. L. Liu, J. Luo, Y. Zhang, L. X. Wang, J. N. Yao, G. H. Rao. J. Solid State Chem., 178, N 4 (2005) 1064—1070, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0022459605000137F. S. Liu, B. J. Sun, J. K. Liang, Q. L. Liu, J. Luo, Y. Zhang, L. X. Wang, J. N. Yao, G. H. Rao. J. Solid State Chem., 178, N 4 (2005) 1064—1070, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0022459605000137S. A. Artemov, V. V. Balashov, A. N. Chabushkin, O. A. Dmitriev, S. A. Khrushchalina, Yu. L. Kopylov, N. A. Larina, A. A. Lyapin, P. A. Ryabochkina, T. V. Volkova, N. G. Zakharov. Opt. Mater., 101 (2020) 109762, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0925346720301130S. A. Artemov, V. V. Balashov, A. N. Chabushkin, O. A. Dmitriev, S. A. Khrushchalina, Yu. L. Kopylov, N. A. Larina, A. A. Lyapin, P. A. Ryabochkina, T. V. Volkova, N. G. Zakharov. Opt. Mater., 101 (2020) 109762, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0925346720301130

The authors declare that there are no conflicts of interest present.