Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) часть 1)

0 , 2 % / Ч 0 , 0 % V Рис. 5. КЛ-изображение сапфировой керамики, легированной титаном 5. Метод катодолюминесценции позволяет исследовать высокоэнергетические ловушечные состояния, которые могут быть обусловлены различного рода дефектами и интерфейсами в материале. В работе [7] методом катодолюминесценции была исследована оксидная керамика на основе YAG :Nd, а именно влияние интерфейсов в материале на его люминесцентные свойства. Было показано, что высокоэнергетические ловушечные состояния служат дополнительным каналом безызлучательной рекомбинации в материале, и при непрерывном облучении электронным пучком эти ловушечные состояния заполняются, тем самым увеличивая люминесценцию с излучательного уровня, отвечающую за переходы в видимом и УФ-диапазонах. Ранее этот эффект не был исследован, поскольку уровни, обусловленные наличием интерфейсов в материале, обычно являются высокоэнергетическими и располагаются внутри запрещенной зоны материала, вблизи зоны проводимости, и для их исследования необходима высокая энергия возбуждения. Рис. 6. Изменение интенсивности КЛ полос Nd3+в нанокерамике на основе иттрий-алюминиевого граната и в объемном кристалле иттрий-алюминиевого граната при длительном облучении электронным пучком 6. Люминесцентные методы позволяют определять валентное состояние иона, являющегося центром люминесценции. Например, в иттрий-алюминиевом гранате, активорованном европием, по спектрам люминесценции можно говорить о валентном состоянии европия (Eu2+ или Eu3+) и о соотношении содержания этих ионов. Также люминесцентные методы позволяют исследовать локальную симметрию кристаллического поля центра люминесценции по штарковскому расщеплению излучательных полос и интенсивности различных переходов в спектре. Так, например, интегральная интенсивность электродипольного (ЭД) перехода 5D 0 - 7F 2 сильно зависит от окружения иона Eu3+, тогда как интенсивность магнитодипольного (МД) перехода 5D0 - 7Fi слабо зависит от его локального окружения (рис. 7). Это происходит вследствие различий действующих правил отбора для данных переходов [8, 9]. По изменению соотношения интенсивностей этих двух переходов (коэффициенту асимметрии — интегральное отношению /(ЭД) / /(МД)) можно судить об изменении локальной симметрии иона Eu3+ [10], что позволяет исследовать структурные свойства аморфных материалов. Данный метод был применен и к наноматериалам, активированным Eu3+. 43