|
-9 мкс при комнатной температуре и т = 13 мкс при температуре жидкого азота.
La202S : Yb, Ег исследовался в виде порошка, керамики и плавленного материала. Уровни энергии Yb3+ и Ег3+, участвующие в процессе визуализации, представлены на рис. 2. Инфракрасное возбуждение двух ионов Yb3+ с последующей передачей энергии на ион Ег3+ приводит к зеленому излучению, если идет последовательное возбуждение Ег3+ 4I15/2-— 4I11/2, и 4I11/2 - 2Н11/2, или к красному излучению, если после возбуждения на 4I11/2 происходит релаксация на 4I13/2, а передача энергии со второго Yb3+ обеспечивает переход 4I13/2 - 4F9/2. Представляло интерес изучить кинетику люминесценции Ег3+ и Yb3+ при разных вариантах возбуждения.
Кинетика люминесценции регистрировалась на стробоскопической установке при возбуждении светоизлучающим диодом AJI-107 (инфракрасная область), азотным лазером (ультрафиолетовая область) и стробоскопической лампой (видимая область).
При возбуждении от Aл-107, дающего довольно широкий спектр с максимумом при л = 950 нм (длительность импульса 10 мкс), непосредственно накачивается Yb3+ (поглощение 4F7/2 —» 2F5/2 имеет максимум в области 980 нм и ширину, превышающую 50 нм). В результате вышеописанного процесса возникает, хотя и довольно слабое, зеленое излучение Ег3т (550 нм) и еще более слабое красное излучение (668 нм). Установлено. что интенсивность излучения Ег3+ пропорциональна квадрату интенсивности накачки. Временной ход зеленой люминесценции Ег3+ имеет участок разгорания; длительность его у керамики 70 мкс, у плавленного образца 90 мкс. Затем идет близкий к экспоненциальному спад с т = 220 мкс (керамика) и т = 390 мкс (плавленный). Временной ход люминесценции Yb3+ довольно хорошо описывается экспонентой с т = 420 мкс (керамика) и т = 390 мкс (плавленный). Отметим, что длительность разгорания зеленого излучения отражает временные характеристики процесса передачи энергии от двух ионов Yb3+ к иону Ег3+. 
При возбуждении азотным лазером интенсивность излучения Ег3+ по отношению к интенсивности Yb3+ в 400—500 раз больше, чем при возбуждении светодиодом. Временной ход зеленой люминесценции существенно неэкспоненциален, начальные значения т = 20 мкс, конечные 100-130 мкс. Временной ход красного излучения (668 нм, 4F9/2 — 4I15/2) имеет участок разгорания длительностью 10—20 мкс, что обусловлено, по-видимому, релаксацией с уровней 2Н11/2 и 4S3/2 на 4F9/2. Затем красное излучение затухает ст= 120 мкс. Временной ход излучения Yb3+ неэкспоненциален; начальное т = = 180-240 мкс, конечное 280-350 мкс.
При возбуждении стробоскопической лампой кинетика люминесценции Ег3+ близка к случаю возбуждения азотным лазером, Yb3+ — к случаю возбуждения светодиодом.
Сравнение характера спектров и кинетики люминесценции порошкообразного, керамического и плавленного образцов показывает, что процесс создания керамики и плавление приводят к заметному уширению линий и к незначительному сокращению т.
ОПТИЧЕСКАЯ КЕРАМИКА ИЗ СУЛЬФИДА ЛАНТАНА
По физико-химическим и оптическим свойствам диэлектрический сульфид лантана La2S3 является перспективным оптическим материалом. Он имеет широкую область прозрачности— до 16 мкм (рис. 1). В спектре прозрачности монокристаллического образца отсутствуют селективные полосы поглощения. При значении показателя преломления от п0 54в мкм = 2,65 [1 ] до nD = 2,745 [2] потери за счет отражения составляют 36—40%
от двух поверхностей и коэффициент пропускания образца не может превышать 60—64% интенсивности падающего света.
Одним из перспективных приемов изготовления требуемых относительно крупногабаритных заготовок оптических деталей из сульфида лантана является метод рекристаллизационного прессования, обеспечивающий получение плотных и прозрачных поликристаллических образцов, так называемой оптической керамики. Метод рекристаллизационного прессования в вакууме предъявляет ряд специфических требований к исходному сырью:
1) активность к уплотнению, определяемая прежде всего дисперсностью порошка и количественно оцениваемая по параметрам зависимости степени уплотнения, температуры максимальной скорости уплотнения, скорости уплотнения от температуры при постоянной скорости нагрева;
2) отсутствие примесей элементов, валентные колебания которых находятся в области прозрачности сульфида лантана.
В нашей работе в качестве исходного сырья для получения оптической керамики использовались порошки La2S3, синтезированные двумя различными методами: известным сероуглеродным (LaaS3-I) и оксалатным (La2S3-II), основанным на реакциях, протекающих при нагревании оксалата лантана с серой. Состав и свойства их приведены в табл. 1. Различие в дисперсности порошков сказывается на их активности к уплотнению. На рис. 2 представлены зависимости степени уплотнения и скорости уплотнения порошков  
сульфида лантана от температуры при нагреве со скоростью 10 град/мин до 1400° при удельном давлении 100 кг/см2. Увеличение дисперсности порошка La2S3 привело к повышению конечной плотности образцов от 4,95 г/см3 для крупнодисперсного порошка до 5,02 г/см3 для мелкодисперсного. Усадка порошка (Аh/h0) повысилась соответственно от 33,5 до 70,0%. Температура, отвечающая максимальной скорости усадки, снизилась с 1260до 1100°. La2S3-II обладает большей активностью к уплотнению по сравнению с порошком La2S3-I: уплотнение его начинается при температуре на 100° ниже, происходит с большей скоростью и до более высокой плотности.
С целью получения керамики горячее прессование порошков проводили в вакуумной пресс-печи при температуре 1340°, составляющей 0,7 Тпл, удельном давлении прессования 2 т/см2, времени выдержки под давлением 40 мин. Образцы керамики получались в виде дисков диаметром 20—25 мм. По внешнему 
| 
Научные исследования
Некоторые особенности редкоземельных металлов
Редкоземельные оксиды
