Анализ влияния структуры ZnS:Cu,Br люминофоров на люминесцентные характеристики с применением теории перколяции

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

При синтезе ZnS:Cu,Br люминофоров (сульфид цинка активированный ионами меди и брома) формируется композитная вюрцитно-сфалеритная структура, а интенсивность свечения и содержание центров свечения в виде донорно-акцепторных пар CuZn-BrS достигают максимума при определенной доле вюрцитной фазы в люминофоре. Это подтверждается исследованием фазового состава синтезированных люминофоров и изменениями спектров радиолюминесценции. Наблюдаемый результат предложено объяснить с привлечением представлений теории перколяции, учитывая, что формирование люминофорной матрицы композитного вюрцитно-сфалеритного состава способствует увеличению скорости диффузии ионов активатора и соактиватора (Cu+ и Br–) по межфазной границе и формированию центров свечения. Показано, что радиационное воздействие, способствующее образованию структурных дефектов в исходной матрице ZnS, дополнительно повышает интенсивность люминесценции. Применение данного подхода позволяет создавать материалы с оптимальной наноструктурой и высокими целевыми характеристиками.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Е. В. Зеленина

Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет); АО «Радиевый Институт им. В. Г. Хлопина»

Author for correspondence.
Email: elena.v.zelenina@gmail.com
Russian Federation, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург

М. М. Сычев

Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет); Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова (филиал НИЦ «Курчатовский институт» — ПИЯФ – ИХС)

Email: elena.v.zelenina@gmail.com
Russian Federation, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург

И. В. Снятков

Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)

Email: elena.v.zelenina@gmail.com
Russian Federation, Санкт-Петербург

А. В. Чуркина

Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)

Email: elena.v.zelenina@gmail.com
Russian Federation, Санкт-Петербург

References

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Results of X-ray phase analysis of ZnS:Cu(0.03),Br phosphors synthesized: a – without the use of ELA; b – from electron-modified batch; c – from electron-modified batch with repeated ELA of the finished phosphor.

Download (309KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Dependence of the intensity of the “green” band in the radioluminescence spectrum on the content of the wurtzite phase in ZnS:Cu,Br phosphors: a – series of phosphors synthesized in different modes of electron beam processing and without it; b – series synthesized without the use of electron beam processing.

Download (130KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Percolation threshold as a fraction of filled nodes in the system [20].

Download (25KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Scheme of continuous cluster formation in phosphor grain: a) grain (conditionally square) consists only of sphalerite crystallites (s); b) crystallites with wurtzite structure (w) appear in the grain, therefore, due to the appearance of wurtzite/sphalerite interface, the diffusion rate gradually increases; c) percolation threshold – formation of continuous track for diffusion along wurtzite/sphalerite interface, diffusion rate increases sharply; d) growth of percolation cluster. Arrows show possible diffusion tracks of activator and coactivator ions along wurtzite/sphalerite interface.

Download (142KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Approximation of I = f(w) using the equations of percolation theory; a – samples synthesized without ELO; b – samples synthesized with ELO of the batch; c – samples synthesized with ELO of the batch and ELO of the finished phosphor.

Download (187KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences