Нанолюминофор – наноразмерное вещество, которое преобразовывает поглощаемую энергию в световое излучение в какой-либо области видимого спектра. Красные нанолюминофоры позволяют получать источники теплого белого света. Такие нанолюминофоры применяют для создания оптических меток в биовизуализации – передовом методе диагностики заболеваний, в том числе онкологических. Их также используют в новейших дисплеях для повышения пространственного разрешения и для термолюминесцентных датчиков.
Чем меньше размер светящихся наночастиц, тем они эффективнее для указанных приложений. Но при уменьшении их размера падает показатель квантового выхода – отношение количества испускаемых фотонов к количеству поглощенных фотонов. Ученым Института катализа удалось решить эту проблему.
«Существующие на рынке люминофоры изготавливаются на основе кубической фазы оксида иттрия. Ее достаточно легко получить химическими методами, но у нее невысокий квантовый выход, а красный свет недостаточно красный. У оксида иттрия есть другая фаза, моноклинная, которая имеет совершенно иную кристаллическую структуру и которую химическими методами получить нельзя. Мы смогли синтезировать ее физическим методом – методом лазерного испарения. Мы увидели, что ее люминисцентные характеристики лучше, чем у кубической фазы. Добавив ионы европия, мы смогли получить рекордный квантовый выход для таких соединений – 61%, и более», – рассказал автор исследования Антон Костюков.
Чтобы получить красные нанолюминофоры, ученые взяли оксид иттрия с добавленными в него ионами европия и изготовили плотную мишень – керамическую таблетку. Ее поместили в установку лазерного синтеза, состоящую из лазера и вакуумной камеры, где происходит лазерное испарение. Так мишень испаряется, а ученые управляют конденсацией испаренных частиц. Подобрав оптимальные условия, они получили наноразмерный люминофор.