ИМПУЛЬСНАЯ КАТОДОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ ПРИМЕСНЫХ ЦЕНТРОВ В КЕРАМИКЕ НА ОСНОВЕ ШПИНЕЛИ MgAl₂O₄

Исследованы спектрально-кинетические характеристики люминесценции примесных дефектов в наноструктурированной керамике на основе алюмомагниевой шпинели, синтезированной методом электроимпульсного плазменного спекания (SPS), и в исходных нанопрошках. Установлено, что при возбуждении импульсным электронным пучком в спектрах люминесценции наряду с собственным свечением шпинели регистрируется излучение примесных ионов хрома и марганца. Кинетика затухания катодолюминесценции ионов Cr³⁺ и Mn²⁺ описывается суммой двух экспонент с временами затухания 35 и 409 нс для иона Cr³⁺ , 29 и 340 нс для Mn²⁺ . Высокотемпературное воздействие в процессе SPS-синтеза не приводит к изменению ближайшего окружения примесных ионов. Изменение соотношения интенсивности собственных и примесных центров в спектрах люминесценции керамики и нанопорошка связано с сильным диффузным рассеянием света в образцах шпинели в виде нанопорошков.

импульсная катодолюминесценция, нанокерамика, алюмомагниевая шпинель MgAl₂O₄, ионы хрома Cr³⁺, ионы марганца Mn²⁺, искровое плазменное спекание, время затухани, pulse cathodoluminescence, nanoceramic, spinel MgAl₂O₄, Cr³⁺ ions, Mn²⁺ ions, spark plasma sintering technique, decay time

1. Е. С. Лукин, Н. А. Попова, В. С. Глазачев, Л. Т. Павлюкова, Н. А. Куликов. Журн. конструкции из композиц. матер., № 3 (2015) 24-36

2. J. Zhang, T. Lu, X. Chang, N. Wei, W. Xu. J. Phys. D: Appl. Phys., 42, N 5 (2009) 520-535

3. О. Л. Хасанов, Э. С. Двилис, З. Г. Бикбаева. Методы компактирования и консолидации наноструктурных материалов и изделий, Москва, Бином (2013)

4. S. V. Motloung, B. F. Dejene, R. E. Kroon, O. M. Ntwaeaborwa, H. C. Swart, T. E. Motaung. Optik, 131 (2017) 705-712

5. C.-F. Chen, F. P. Doty, R. J. T. Houk, R. O. Loutfy, H. M. Volz, P. Yang. J. Am. Ceramic Soc., 93, N 8 (2010) 2399-2402

6. M. G. Brik, J. Papan, D. J. Jovanović, M. D. Dramićanin. J. Lumin., 177 (2016) 145-151

7. V. F. Tarasenko, V. M. Lisitsyn, E. F. Polisadova, D. T. Valiev, A. G. Burachenko, E. H. Baksht. Luminescence of the Calcite under E-beam Excitation (2012) 193-211

8. G. S. White, K. H. Lee, J. R. Crawford. J. Appl. Phys. Lett., 35 (1979) 1-3

9. P. D. Borges, J. Cott, F. G. Pinto, J. Tronto, L. Scolfaro. Mater. Res. Express, 3 (2016) 762-772

10. P. K. Bandyopadhyay, G. P. Summers. J. Phys. Rev., 31 (1985) 422-431

11. D. L. Wood, G. F. Imbusch, R. M. Macfarlane, P. Kisliuk, D. M. Larkin. J. Chem. Phys., 48, N 11 (1968) 5255-5263

12. D. Lapraz, P. Iacconi, D. Daviller, B. Guilhot. J. Phys. Status Solidi, 126 (1991) 521-531

13. C. Ballesteros, J. Llopis, R. Y. González. J. Solid State Commun., 51, N 1 (1984) 37-39

14. Ю. Г. Казаринов, В. Т. Грицына, В. А. Кобяков. Вопросы ат. науки и техники. Сер. Физика рад. повреждений и рад. материаловедение, 81, № 3 (2002) 53-57

15. Д. Т. Свиридов, Р. К. Свиридова, Ю. Ф. Смирнов. Оптические спектры ионов переходных металлов в кристаллах, Москва, Наука (1976)

16. A. Tomita, T. Sato, K. Tanaka, Y. Kawabe, M. Shirai, K. Tanaka, E. Hanamura. J. Lumin., 109, N 1 (2004) 19-24

17. K. Izumi, S. Miyazaki, S. Yoshida, T. Mizokawa, E. Hanamura. Phys. Rev. B, 76, N 7 (2007) 075111

18. U. R. Rodriguez-Mendoza, V. D. Rodriguez, A. Ibarra. Radiat. Effect. Defect. Solids, 136, N 2 (1995) 29-32

19. М. Л. Гафт, Б. С. Горобец, И. С. Наумова. Минералог. журн., 3, № 2 (1981) 71-80

20. C. A. Gilbert, R. Smith, S. D. Kenny, S. T. Murphy, R. W. Grimes. J. Phys.: Condens. Matter, 21, N 27 (2009) 275406