25.08.2017
217.015.c135

Люминесцентное фосфатное стекло

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к люминесцентным материалам. Технический результат изобретения заключается в повышении квантового выхода люминесценции стекол с переходными металлами. Люминесцентное фосфатное стекло содержит, мол.%: NaO – 33, PO– 33, AgO – 0,1, CuO – 0,1 и ZnO – 33,5. 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к люминесцентным материалам и может быть использовано для оптической записи информации, создания волоконных лазеров, волоконных датчиков искры, дозиметров ультрафиолетового и рентгеновского излучения и т.п.

Известны силикатные стекла с ионами серебра, в котором можно создать люминесцентные центры с помощью интенсивного импульсного лазерного излучения [A.I. Ignatiev, D.A. Klyukin, V.S. Leontieva, N.V. Nikonorov, Т.A. Shakhverdov, A.I. Sidorov, Opt. Mater. Express 2015, 5, 1635]. Особенность материала заключается в возможности изменения состояния ионов и молекулярных кластеров серебра с помощью УФ наносекундного лазерного излучения с длиной волны 355 нм и последующей термической обработки. После лазерного облучения в стекле появляются нейтральные молекулярные кластеры серебра, обладающие люминесценцией в оранжевой и зеленой части спектра при возбуждении излучением ближнего УФ диапазона. Недостатком стекла является низкий квантовый выход люминесценции из-за значительного наведенного поглощения стекла в ближней УФ области спектра.

Известны силикатные стекла с добавками ионов серебра, церия и сурьмы, в котором люминесценция появляется после непрерывного УФ излучения с длиной волны 300-325 нм [О.М. Efimov, L.В. Glebov, V.I. Smirnov, U.S. Patent No. 6,673,497, 2004]. Особенность материала заключается в возможности фотоионизации ионов Се3+, обладающих интенсивной полосой поглощения на длине волны 309 нм, с помощью УФ излучения ртутной лампы высокого давления. В результате фотоионизации электроны захватываются ионами Sb5+ и заряженными молекулярными кластерами , переводя их в нейтральное состояние. При последующей термической обработке ионы Sb3+ восстанавливают оставшиеся заряженные молекулярные кластеры серебра. В результате в стекле возникает люминесценция нейтральных молекулярных кластеров серебра с максимумом в оранжевой области спектра и квантовым выходом до 18%. Недостатком стекла является необходимость использования дорогостоящего оксида церия Се2О3 в процессе варки стекла.

Известны люминесцентные фосфатные стекла системы Al2O3-Na2O-Р2О5 с ионами серебра, в которых нейтральные молекулярные кластеры серебра формируются с помощью рентгеновского излучения, выбранные в качестве прототипа [Y. Miyamoto, Y. Takei, Н. Nanto, Т. Kurobori, A. Konnai, Т. Yanagida, A. Yoshikawa, Y. Shimotsuma, M. Sakakura, K. Miura, K. Hirao, Y. Nagashima, T. Yamamoto, Radiat. Meas. 2011, 46, 1480]. Особенность данного стекла заключается в усилении люминесценции после облучения рентгеновским излучением с дозой 24,5 Гр. В процессе облучения происходит поглощение части рентгеновского излучения матрицей стекла, сопровождающееся фотоионизацией. При этом образуются свободные электроны, которые могут быть захвачены дефектами матрицы стекла, ионами серебра и заряженными молекулярными кластерами серебра. Недостатком стекла является высокое поглощение стекла в синей области спектра и низкое значение квантового выхода люминесценции.

Изобретение решает задачу повышения квантового выхода люминесценции стекол с переходными металлами для создания эффективных устройств фотоники и оптоинформатики.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что люминесцентное фосфатное стекло содержит Na2O, Р2О5, Ag2O, и дополнительно содержит Cu2O и ZnO при следующем соотношении компонентов, мол. %: 33 Na2O, 33,5 ZnO, 33 P2O5, 0,1 Ag2O, 0,1 Cu2O

Медь и серебро в фосфатном стекле исходно содержатся в виде ионов Cu2+ и Ag+, а также в виде заряженных молекулярных ионов меди и серебра (n=2-4), имеющих низкое значение квантового выхода меньше 5%. При воздействии рентгеновского излучения и термической обработке происходит формирование гибридных нейтральных молекулярных кластеров (Ag-Cu)n за счет восстановления и диффузии ионов переходных металлов в матрице стекла. При этом материал начинает люминесцировать в видимой области, обладая при этом незначительным поглощением. Достоинством предлагаемого материала является то, что после воздействия рентгеновского излучения и термической обработки стекло имеет слабое поглощение в видимой части спектра и при этом обладает интенсивной люминесценцией в видимой области спектра с квантовым выходом 27%.

Совокупность признаков, изложенных в формуле, характеризует материал, представляющий собой стекло с серебром и медью, а не только с серебром, как в прототипе. В отличие от прототипа люминесцентными центрами в данном стекле служат гибридные нейтральные молекулярные кластеры (Ag-Cu)n. Дополнительным достоинством материала является большая его прозрачность в видимой области спектра и высокое, по сравнению с прототипом, значение квантового выхода люминесценции.

Изобретение иллюстрируется следующими чертежами.

На фиг. 1 показаны: (а) фотография фосфатного стекла с гибридными нейтральными молекулярными кластерами (Ag-Cu)n после облучения рентгеновским излучением и термической обработки; (б) фотография люминесценции фосфатного стекла с гибридными нейтральными молекулярными кластерами (Ag-Cu)n при возбуждении излучением 365 нм после облучения рентгеновским излучением и термической обработки.

На фиг. 2 показан спектр люминесценции фосфатного стекла с гибридными нейтральными молекулярными кластерами (Ag-Cu)n при возбуждении излучением 365 нм после облучения рентгеновским излучением и термической обработки.

На фиг. 3 показаны спектры поглощения фосфатного стекла с гибридными нейтральными молекулярными кластерами (Ag-Cu)n до (кривая 1) и после (кривая 2) облучения рентгеновским излучением и термообработки.

Далее сущность изобретения раскрывается на примере, который не должен рассматриваться экспертом как ограничивающий притязания изобретения.

Пример конкретной реализации изобретения.

Синтезируется стекло состава, мол. %: с 33 Na2O, 33,5 ZnO, 33 Р2О5, с добавлением 0,1 AgNO3, 0,1 Cu2O и 0,3 (NH4)2C4H4O6, являющегося восстановителем. Варку стекла проводят при температуре 950°С при помешивании кварцевой мешалкой. После отливки стекло отжигают при температуре 350°С в течение 20 минут и охлаждают до комнатной температуры в течение 6 часов. Стекло отливают в форму или вытягивают в виде волокна. Далее стекло облучают рентгеновским излучением с помощью волнового рентгенфлуоресцентного спектрометра 4200 XRF (ARL PERFORM'X) на длине волны металла Cu Kα - 1,54 с напряжением на трубке 50 кВ, током 50 мА и дозой 2,4 МДж. После облучения рентгеновским излучением стекло термически обрабатывают при температуре 350°С в течение 1 часа. На фиг. 1 показаны фотографии образца после рентгеновского облучения и термической обработки. На фиг. 2 показан спектр люминесценции стекла при возбуждении излучением с длиной волны 370 нм. Полоса люминесценции на длине волны 470 нм относится к гибридным нейтральным молекулярным кластерам (Ag-Cu)n, полоса люминесценции на длине волны 560 нм относится к ионам Cu+. Квантовый выход люминесценции был измерен с помощью интегрирующей сферы C9920-02G (Hamamatsu Photonics) и составил 27%. Для сравнения было сварено фосфатное стекло только с ионами серебра, в соответствии с описанием прототипа. При этом квантовый выход люминесценции такого стекла составил 10%. Фосфатное стекло, содержащее только медь имеет квантовый выход менее 1%. На фиг. 3 показаны спектры поглощения фосфатного стекла с гибридными нейтральными молекулярными кластерами (Ag-Cu)n, из которых видно, что стекло с гибридными нейтральными молекулярными кластерами (Ag-Cu)n обладает незначительным поглощением на длине волны 800 нм, но прозрачно в видимой области спектра. Прототип имеет желтую окраску из-за дефектов матрицы стекла, наводящих поглощение в ближней УФ и синей области спектра

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет значительно увеличить квантовый выход люминесценции стекол с переходными металлами. Дополнительным достоинством материала является уменьшение поглощения в видимой области спектра.

Люминесцентное фосфатное стекло, содержащее, мол.%: 33 NaO, 33 РО, 0,1 AgO, отличающееся тем, что дополнительно содержит 0,1 CuO и 33,5 ZnO.
Люминесцентное фосфатное стекло
Люминесцентное фосфатное стекло
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 121.
10.11.2013
№216.012.7d7f

Способ каталитической конверсии целлюлозы в гекситолы

Изобретение относится к области переработки возобновляемого сырья (в частности, целлюлозы) в сырье для химического синтеза и биотопливо. В способе каталитической конверсии целлюлозы в гекситолы, включающем проведения процесса гидролитического гидрирования целлюлозы в течение 3-7 минут при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497800
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.03.2014
№216.012.a953

Способ формирования серебряных наночастиц в стекле

Способ формирования серебряных наночастиц в стекле относится к технологии оптических материалов и может быть использован в интегральной оптике и биосенсорных технологиях. Способ включает нанесение серебряной пленки на поверхность силикатного стекла, допированного церием, выдерживание полученной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509062
Дата охранного документа: 10.03.2014
27.03.2014
№216.012.ae13

Способ получения сапонинсодержащих экстрактов (вариант)

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к способу получения сапонинсодержащего экстракта. Способ получения сапонинсодержащего экстракта, включающий предварительное замачивание корней Saponaria officialis L. в дистиллированной воде, экстракцию под воздействием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510278
Дата охранного документа: 27.03.2014
10.01.2015
№216.013.17c3

Способ определения коэффициента квадратичной фазовой модуляции сверхкороткого оптического импульса

Способ относится к лазерной технике и может быть использован для создания устройства прямого самореферентного определения коэффициента квадратичной фазовой модуляции сверхкороткого оптического импульса. Способ определения коэффициента квадратичной фазовой модуляции сверхкороткого оптического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537511
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1d3d

Способ деперсонализации персональных данных

Изобретение относится к области защиты информации, хранимой в информационных системах персональных данных (ИСПДн), от несанкционированного доступа (НСД) и может быть использовано на стадиях разработки и оптимизации ИСПДн в защищенном исполнении. Техническим результатом является повышение уровня...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538913
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1e16

Волоконно-оптическое устройство для измерения напряженности электрического поля

Изобретение относится к измерительным устройствам на основе волоконно-оптических фазовых поляриметрических датчиков. Оптимизация структуры датчика, обуславливающая возникновение разноименной модуляции показателя преломления при подаче на двухканальный модулятор разности фаз напряжения одной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539130
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.02.2015
№216.013.2349

Способ получения резистивного элемента памяти

Изобретение относится к нанотехнологии и может применяться при изготовлении планарных двухэлектродных резистивных элементов запоминающих устройств. Способ получения резистивного элемента памяти включает в себя создание проводящих электродов на непроводящей подложке, напыление в зазор между...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540486
Дата охранного документа: 10.02.2015
10.02.2015
№216.013.234c

Способ оценки степени обогатимости минерального сырья оптическим методом и устройство для его реализации

Группа изобретений относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для предварительной оценки обогатимости руд твердых полезных ископаемых и определения параметров их селекции. Согласно способу определяют полезность и зоны различения каждого минерального объекта из партии...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540489
Дата охранного документа: 10.02.2015
20.02.2015
№216.013.2bab

Способ центрировки линзы в оправе и оправа для его осуществления

Способ включает установку линзы на плоский буртик промежуточной части оправы, размещаемой на буртике цилиндрического отверстия основной оправы с возможностью наклона. Вращают основную оправу вокруг ее базовой оси, измеряют биение центра кривизны первой рабочей поверхности линзы относительно оси...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542636
Дата охранного документа: 20.02.2015
10.03.2015
№216.013.2faa

Способ записи оптической информации в стекле

Изобретение относится к области оптики и может быть использовано для записи и хранения оптической информации в виде текста, изображений, штрих-кодов и цифровой битовой информации. Целью изобретения является увеличение скорости записи оптической информации в стекле и упрощение состава стекла....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543670
Дата охранного документа: 10.03.2015
Показаны записи 1-10 из 99.
10.11.2013
№216.012.7d7f

Способ каталитической конверсии целлюлозы в гекситолы

Изобретение относится к области переработки возобновляемого сырья (в частности, целлюлозы) в сырье для химического синтеза и биотопливо. В способе каталитической конверсии целлюлозы в гекситолы, включающем проведения процесса гидролитического гидрирования целлюлозы в течение 3-7 минут при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497800
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.03.2014
№216.012.a953

Способ формирования серебряных наночастиц в стекле

Способ формирования серебряных наночастиц в стекле относится к технологии оптических материалов и может быть использован в интегральной оптике и биосенсорных технологиях. Способ включает нанесение серебряной пленки на поверхность силикатного стекла, допированного церием, выдерживание полученной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509062
Дата охранного документа: 10.03.2014
27.03.2014
№216.012.ae13

Способ получения сапонинсодержащих экстрактов (вариант)

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к способу получения сапонинсодержащего экстракта. Способ получения сапонинсодержащего экстракта, включающий предварительное замачивание корней Saponaria officialis L. в дистиллированной воде, экстракцию под воздействием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510278
Дата охранного документа: 27.03.2014
10.01.2015
№216.013.17c3

Способ определения коэффициента квадратичной фазовой модуляции сверхкороткого оптического импульса

Способ относится к лазерной технике и может быть использован для создания устройства прямого самореферентного определения коэффициента квадратичной фазовой модуляции сверхкороткого оптического импульса. Способ определения коэффициента квадратичной фазовой модуляции сверхкороткого оптического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537511
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1d3d

Способ деперсонализации персональных данных

Изобретение относится к области защиты информации, хранимой в информационных системах персональных данных (ИСПДн), от несанкционированного доступа (НСД) и может быть использовано на стадиях разработки и оптимизации ИСПДн в защищенном исполнении. Техническим результатом является повышение уровня...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538913
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1e16

Волоконно-оптическое устройство для измерения напряженности электрического поля

Изобретение относится к измерительным устройствам на основе волоконно-оптических фазовых поляриметрических датчиков. Оптимизация структуры датчика, обуславливающая возникновение разноименной модуляции показателя преломления при подаче на двухканальный модулятор разности фаз напряжения одной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539130
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.02.2015
№216.013.2349

Способ получения резистивного элемента памяти

Изобретение относится к нанотехнологии и может применяться при изготовлении планарных двухэлектродных резистивных элементов запоминающих устройств. Способ получения резистивного элемента памяти включает в себя создание проводящих электродов на непроводящей подложке, напыление в зазор между...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540486
Дата охранного документа: 10.02.2015
10.02.2015
№216.013.234c

Способ оценки степени обогатимости минерального сырья оптическим методом и устройство для его реализации

Группа изобретений относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для предварительной оценки обогатимости руд твердых полезных ископаемых и определения параметров их селекции. Согласно способу определяют полезность и зоны различения каждого минерального объекта из партии...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540489
Дата охранного документа: 10.02.2015
20.02.2015
№216.013.2bab

Способ центрировки линзы в оправе и оправа для его осуществления

Способ включает установку линзы на плоский буртик промежуточной части оправы, размещаемой на буртике цилиндрического отверстия основной оправы с возможностью наклона. Вращают основную оправу вокруг ее базовой оси, измеряют биение центра кривизны первой рабочей поверхности линзы относительно оси...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542636
Дата охранного документа: 20.02.2015
10.03.2015
№216.013.2faa

Способ записи оптической информации в стекле

Изобретение относится к области оптики и может быть использовано для записи и хранения оптической информации в виде текста, изображений, штрих-кодов и цифровой битовой информации. Целью изобретения является увеличение скорости записи оптической информации в стекле и упрощение состава стекла....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543670
Дата охранного документа: 10.03.2015