Кварцевые стекла, активированные ионами Eu3+
Что касается иона Eu3+, то он часто используется в качестве люминесцентного зонда, так как имеет достаточно простую структуру энергетических уровней. В [41] подробно описаны результаты ряда работ, посвященных использованию ионов Eu3+ в таком качестве, а также сведения о свойствах и особенностях люминофоров, активированных европием.
В статьях [42, 43] использовали ионы европия для изучения локальной структуры стекла. В частности, переход 5D0®7F2 очень чувствителен к изменению локального окружения иона Eu3+ [44], переход же 5D0®7F1 практически не зависит от этого фактора. Авторы статьи [45] сообщают, что отношение интенсивностей люминесценции переходов 5D0®7F2 и 5D0®7F1 указывает на степень асимметрии окружения иона европия и на степень ковалентности связи Eu-O. Это отношение интенсивностей, таким образом, дает информацию о структуре стекла. Работа [44] описывает влияние на отношение интенсивностей переходов 5D0®7F2 и 5D0®7F1 стеклообразующего элемента, а [45] - щелочных ионов. Влияние ионов-модификаторов на спектры люминесценции и поглощения европия в силикатных стеклах состава M2O-SiO2-Eu2O3 (M=Li, Na, K) и MeO-SiO2-Eu2O3 (Me=Ca, Sr, Ba) описано в статье [46].
Исследование влияния различных модификаций золь-гель процесса приготовления стекла на люминесценцию иона Eu3+ в этом стекле описано в статье [47]. В качестве изменяющихся параметров выступали температура высушивания ксерогелей, pH золя, мольное отношение ТЭОС/вода и концентрация ионов алюминия, вводимого в качестве дополнительного активирующего элемента. В статье [48] методами лазерно-индуцированного сужения флуоресцентных линий и измерения времени жизни различных энергетических уровней исследовались Eu3+ содержащие гельные стекла. Показано, что ионы европия в таких стеклах имеют тенденцию образовывать кластеры. Кроме того, имеет место эффект тушения флуоресценции гидроксильными группами. Усиление такого тушения соответствует уменьшению времени флуоресценции.
Концентрационные эффекты в спектрах люминесценции европия описаны в работе [49]. В качестве матрицы использовались силикагели, эпоксидная ормосильная матрица (ормосил - органически модифицированный силикат) и акрилатная ормосильная матрица. При сравнении матриц, активированных EuCl3 и Eu(TTFA), оказалось, что во всех трех матрицах интенсивность люминесценции ионов Eu3+ при введении в виде комплекса Eu(TTFA) по меньшей мере в 40 раз выше, чем при введении в виде EuCl3. Тогда как интенсивность люминесценции матриц, активированных EuCl3, описывается зависимостью, аналогичной закону Бугера-Ламберта-Бера, интенсивность люминесценции матриц, активированных органическим комплексом европия, растет с ростом концентрации ионов активатора, а заметный эффект концентрационного тушения наступает лишь при концентрациях свыше 1020 ионов/ см3. Этот эффект связан с различным лигандным окружением ионов европия.
Люминесценция иона Eu3+ в стеклах состава Al2О3-SiO2, приготовленных золь-гель методом, описана в статье [50]. Показано, что состав данного стекла практически не влияет на характер люминесценции иона Eu3+, что свидетельствует о низкой степени симметрии окружения иона европия в стекле состава xAl2O3´(100-x)SiO2 (x£20). Показано, что поскольку сила связи Al-O слабее, чем сила связи Si-O, поляризация иона европия тетраэдрами [AlO4] тоже слабее, чем поляризация тетраэдрами [SiO4]. Квантовый выход люминесценции ионов Eu3+ в алюмосодержащих стеклах падает с ростом содержания алюминия.