Ученые сделали важный шаг в изучении люминесцентных материалов, которые могут преобразовывать невидимое инфракрасное излучение в видимый свет. Они разобрались, как происходит обратный перенос энергии между ионами иттербия (Yb³⁺) и эрбия (Er³⁺) — процесс, который раньше понимали не до конца.

Обратный перенос энергии (EBT) — процесс, при котором ион-донор (иттербий) забирает часть энергии назад у иона-акцептора (эрбий), из-за чего меняется цвет свечения.

Результаты опубликованы в издании Frontiers of Optoelectronics.

Исследователи взяли два типа материалов:

• Фосфор и кристаллы NaYb (MoO₄)₂ с добавкой эрбия
• Кристаллы NaBi (MoO₄)₂, где вместе внедрили и иттербий, и эрбий

Оказалось, что при сильном облучении в первом материале свечение меняется с зеленого на желтое из-за обратного переноса энергии. А вот второй материал стабильно светится зеленым, сколько ни увеличивай мощность. Это открытие важно, потому что теперь ясно: на процесс влияет не только концентрация ионов иттербия, но и структура материала — упорядоченная кристаллическая решетка ведет себя иначе, чем порошковый фосфор.

Работу провела группа профессора Шоуцзюнь Дина из Аньхойского технологического университета. Они синтезировали образцы, комбинируя высокотемпературный метод и выращивание кристаллов по Чохральскому, а потом детально изучили их свойства. В статье есть наглядные фото: видно, как при разных условиях один материал резко меняет цвет, а другой — нет.

Это исследование пригодится в двух областях:

1. Точные датчики температуры — если управлять обратным переносом энергии, можно создать сенсоры, где цвет напрямую указывает на нагрев (например, для микроэлектроники или медицинских имплантов).
2. Защита от подделок — материалы с контролируемым свечением под ИК-лазером можно использовать в маркировке ценных товаров.

Авторы не проверили, как ведут себя материалы в реальных условиях — например, при циклическом нагреве или влажности. Без этого нельзя говорить о практическом применении.

Ранее российские ученые создали идеальный люминофор.