zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-35Research Article******МЕХАНИЗМЫ UP-КОНВЕРСИОННОЙ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ В СТЕКЛОКЕРАМИКЕ, СОДЕРЖАЩЕЙ НАНОКРИСТАЛЛЫ Er:PbF2MECHANISMS OF UPCONVERSION LUMINESCENCE IN GLASS-CERAMICS CONTAINING Er:PbF2 NANOCRYSTALSЛойкоП. А.LoikoP. A.noemail@neicon.ruРачковскаяГ. Е.RachkovskayaG. E.noemail@neicon.ruСкопцовН. А.SkoptsovN. A.noemail@neicon.ruАрзуманянГ. М.ArzumanyanG. M.noemail@neicon.ruКуликМ. .KulikM. .noemail@neicon.ruКуклинА. И.KuklinA. I.noemail@neicon.ruЗахаревичГ. Б.ZakharevichG. B.noemail@neicon.ruЮмашевК. В.YumashevK. V.noemail@neicon.ruМаtеоsХ. .MateosX. .xavier.mateos@urv.catЦентр оптических материалов и технологий, Белорусский национальный технический университетCenter for Optical Materials and Technologies, Belarusian National Technical UniversityБелорусский государственный технологический университетBelarusian State Technological UniversityОбъединенный институт ядерных исследованийJoint Institute for Nuclear ResearchОбъединенный институт ядерных исследований; Московский физико-технический институтJoint Institute for Nuclear Research; Moscow Institute of Physics and TechnologyУниверситет Ровира и Вергилия, кампус СескеладесFísica i Cristal·lografia de Materials i Nanomaterials (FiCMA-FiCNA), Universitat Rovira i Virgili (URV), Campus Sescelades201710032020841172(1)-172(8)Copyright © Лойко П.А., Рачковская Г.Е., Скопцов Н.А., Арзуманян Г.М., Кулик М..., Куклин А.И., Захаревич Г.Б., Юмашев К.В., Маtеоs Х..., 20202020Лойко П.А., Рачковская Г.Е., Скопцов Н.А., Арзуманян Г.М., Кулик М..., Куклин А.И., Захаревич Г.Б., Юмашев К.В., Маtеоs Х...Loiko P.A., Rachkovskaya G.E., Skoptsov N.A., Arzumanyan G.M., Kulik M..., Kuklin A.I., Zakharevich G.B., Yumashev K.V., Mateos X...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/35

Прозрачные оксифторидные германатно-силикатные стеклокерамики, содержащие нанокристаллы PbF2:Er, синтезированы на основе исходных стекол системы SiO2-GeO2-PbO-PbF2, допированных Er2O3. Они характеризуются интенсивной желто-зеленой люминесценцией, которая усиливается в ~12 раз по отношению к исходному стеклу. Перераспределение интенсивности между полосами люминесценции в зеленой и красной областях спектра после термической обработки стекла интерпретировано на основе измерения времен жизни ионов Er3+ в возбужденных состояниях от4I11/2 до2H11/2. Обнаружено существенное увеличение времени жизни для состояния4F9/2, от 0.6 мкс для исходного стекла до 71 мкс для стеклокерамики. Для стеклокерамики зарегистрирована УФ up-конверсионная люминесценция. Обсуждаются механизмы up-конверсии для 11 переходов в УФ, синей, красной и ИК областях спектра.

Transparent oxyfluoride germanosilicate glass-ceramics containing Er:PbF2 nanocrystals is synthesized on the basis of SiO2-GeO2-PbO-PbF2 initial glass doped with Er2O3. The glass-ceramics is characterized by yellow-green luminescence, the intensity of which is ~12-times higher than that for the initial glass. The redistribution of the intensity between green and red emission bands after the glass heat-treatment is explained using data of the lifetime measurements for six excited states of Er3+ ions from4I11/ 2 to2H11/ 2 . A substantial increase of the lifetime of the4F9/ 2 state (from 0.6 to 71 μs) is detected for the glass-ceramics as compared to the initial glass. UV up-conversion luminescence is observed for the glass-ceramics. The mechanisms of the up-conversion for 11 emission lines in the UV, blue, red, and deep-red spectral regions are discussed.

оксифторидное стеклостеклокерамикаион эрбияup-конверсиязатухание люминесценцииoxyfluoride glassglass-ceramicserbium ionupconversionluminescence decayReferencesF. Auzel, D. Pecile, D. Morin, J. Electrochem. Soc., 122, 101-107 (1975).F. Auzel, D. Pecile, D. Morin, J. Electrochem. Soc., 122, 101-107 (1975).K. W. Krämer, D. Biner, G. Frei, H. U. Güdel, M. P. Hehlen, S. R. Lüthi, Chem. Mater., 16, 1244-1251 (2004).K. W. Krämer, D. Biner, G. Frei, H. U. Güdel, M. P. Hehlen, S. R. Lüthi, Chem. Mater., 16, 1244-1251 (2004).G. Yi, H. Lu, S. Zhao, Y. Ge, W. Yang, D. Chen, L.-H. Guo, Nano Lett., 4, 2191-2196 (2004).G. Yi, H. Lu, S. Zhao, Y. Ge, W. Yang, D. Chen, L.-H. Guo, Nano Lett., 4, 2191-2196 (2004).A. Shalav, B. S. Richards, T. Trupke, K.W. Krämer, H.U. Güdel, Appl. Phys. Lett., 86, 013505 (2005).A. Shalav, B. S. Richards, T. Trupke, K.W. Krämer, H.U. Güdel, Appl. Phys. Lett., 86, 013505 (2005).R. Brede, E. Heumann, J. Koetke, T. Danger, G. Huber, B. Chai, Appl. Phys. Lett., 63, 2030-2031 (1993).R. Brede, E. Heumann, J. Koetke, T. Danger, G. Huber, B. Chai, Appl. Phys. Lett., 63, 2030-2031 (1993).M. D. Shinn, W. A. Sibley, M. G. Drexhage, R. N. Brown, Phys. Rev. B, 27, 6635-6648 (1983).M. D. Shinn, W. A. Sibley, M. G. Drexhage, R. N. Brown, Phys. Rev. B, 27, 6635-6648 (1983).M. J. Dejneka, J. Non-Cryst. Solids, 239, 149-155 (1998).M. J. Dejneka, J. Non-Cryst. Solids, 239, 149-155 (1998).G. H. Beall, L. R. Pinckney, J. Am. Ceram. Soc., 82, 5-16 (1999).G. H. Beall, L. R. Pinckney, J. Am. Ceram. Soc., 82, 5-16 (1999).V. K. Tikhomirov, D. Furniss, A. B. Seddon, I. M. Reaney, M. Beggiora, M. Ferrari, M. Montagna, R. Rolli., Appl. Phys. Lett., 81, 1937-1939 (2002).V. K. Tikhomirov, D. Furniss, A. B. Seddon, I. M. Reaney, M. Beggiora, M. Ferrari, M. Montagna, R. Rolli., Appl. Phys. Lett., 81, 1937-1939 (2002).X. Qiao, X. Fan, J. Wang, M. Wang, J. Non-Cryst. Solids, 351, 357-363 (2005).X. Qiao, X. Fan, J. Wang, M. Wang, J. Non-Cryst. Solids, 351, 357-363 (2005).X. Qiao, J. Wang, M. Wang, J. Appl. Phys., 99, 074302 (2006).X. Qiao, J. Wang, M. Wang, J. Appl. Phys., 99, 074302 (2006).D. Chen, Y. Wang, Y. Yu, E. Ma, L. Zhou, J. Solid-State Chem., 179, 532-537 (2006).D. Chen, Y. Wang, Y. Yu, E. Ma, L. Zhou, J. Solid-State Chem., 179, 532-537 (2006).D. Chen, Y. Wang, K. Zheng, T. Guo, Y. Yu, P. Huang, Appl. Phys. Lett., 91, 251903 (2007).D. Chen, Y. Wang, K. Zheng, T. Guo, Y. Yu, P. Huang, Appl. Phys. Lett., 91, 251903 (2007).S. Tanabe, H. Hayashi, T. Hanada, N. Onodera, Opt. Mater., 19, 343-349 (2002).S. Tanabe, H. Hayashi, T. Hanada, N. Onodera, Opt. Mater., 19, 343-349 (2002).F. Liu, E. Ma, D. Chen, Y. Yu, Y. Wang, J. Phys. Chem. B, 110, 20843-20846 (2006).F. Liu, E. Ma, D. Chen, Y. Yu, Y. Wang, J. Phys. Chem. B, 110, 20843-20846 (2006).F. Xin, S. Zhao, L. Huang, D. Deng, G. Jia, H. Wang, S. Xu, Mater. Lett., 78, 75-77 (2012).F. Xin, S. Zhao, L. Huang, D. Deng, G. Jia, H. Wang, S. Xu, Mater. Lett., 78, 75-77 (2012).Y. Kawamoto, R. Kanno, J. Qiu, J. Mater. Sci., 33, 63-67 (1998).Y. Kawamoto, R. Kanno, J. Qiu, J. Mater. Sci., 33, 63-67 (1998).P. A. Loiko, G. E. Rachkovskaya, G. B. Zakharevich, K. V. Yumashev, Glass Ceram., 71, 41-44 (2014).P. A. Loiko, G. E. Rachkovskaya, G. B. Zakharevich, K. V. Yumashev, Glass Ceram., 71, 41-44 (2014).P. A. Loiko, G. E. Rachkovskaya, G. B. Zakharevich, A. A. Kornienko, E. B. Dunina, A. S. Yasukevich, K. V. Yumashev, J. Non-Cryst. Solids, 392-393, 39-44 (2014).P. A. Loiko, G. E. Rachkovskaya, G. B. Zakharevich, A. A. Kornienko, E. B. Dunina, A. S. Yasukevich, K. V. Yumashev, J. Non-Cryst. Solids, 392-393, 39-44 (2014).M. Takahashi, M. Izuki, R. Kanno, Y. Kawamoto, J. Appl. Phys., 83, 3920-3922 (1998).M. Takahashi, M. Izuki, R. Kanno, Y. Kawamoto, J. Appl. Phys., 83, 3920-3922 (1998).P. A. Loiko, G. E. Rachkovskaya, G. B. Zakharevich, K. V. Yumashev, Opt. Spectrosc., 118 235-239 (2015).P. A. Loiko, G. E. Rachkovskaya, G. B. Zakharevich, K. V. Yumashev, Opt. Spectrosc., 118 235-239 (2015).M. Mortier, F. Auzel, J. Non-Cryst. Solids, 256-257, 361-365 (1999).M. Mortier, F. Auzel, J. Non-Cryst. Solids, 256-257, 361-365 (1999).L. A. Bueno, P. Melnikov, Y. Messaddeq, S. J. L Ribeiro, J. Non-Cryst. Solids, 247, 87-91 (1999).L. A. Bueno, P. Melnikov, Y. Messaddeq, S. J. L Ribeiro, J. Non-Cryst. Solids, 247, 87-91 (1999).G. E. Rachkovskaya, P. A. Loiko, N. A. Skoptsov, G. B. Zakharevich, K. V. Yumashev, Glass Ceram., 71, 266-269 (2014).G. E. Rachkovskaya, P. A. Loiko, N. A. Skoptsov, G. B. Zakharevich, K. V. Yumashev, Glass Ceram., 71, 266-269 (2014).G. Dantelle, M. Mortier, G. Patriarche, D. Vivien, J. Solid-State Chem., 179, 1995-2003 (2006).G. Dantelle, M. Mortier, G. Patriarche, D. Vivien, J. Solid-State Chem., 179, 1995-2003 (2006).M. Mortier, P. Goldner, C. Chateau, M. Genotelle, J. Alloys Compd., 323-324, 245-249 (2001).M. Mortier, P. Goldner, C. Chateau, M. Genotelle, J. Alloys Compd., 323-324, 245-249 (2001).M. Mortier, G. Patriarche, J. Mater. Sci., 35, 4849-4856 (2000).M. Mortier, G. Patriarche, J. Mater. Sci., 35, 4849-4856 (2000).A. I. Kuklin, A. K. Islamov, V. I. Gordeliy, Neutron News, 16, 16-18 (2005).A. I. Kuklin, A. K. Islamov, V. I. Gordeliy, Neutron News, 16, 16-18 (2005).Data Analysis Software ATSAS 2.3, http://www.embl-hamburg.de/biosaxs/software.html.Data Analysis Software ATSAS 2.3, http://www.embl-hamburg.de/biosaxs/software.html.M. Pollnau, D. R. Gamelin, S. R. Luthi, H. U. Gudel, Phys. Rev. B, 61, 3337-3346 (2000).M. Pollnau, D. R. Gamelin, S. R. Luthi, H. U. Gudel, Phys. Rev. B, 61, 3337-3346 (2000).

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