name: Синтез и исследование активированных Mn4+ люминофоров для фитосветодиодов
keyword_list: влияние соактиваторов на свойства люминофора люминесценция Mn4+ фторидные и оксидные матрицы селективное возбуждение пигментов в растениях люминофоры
abstract: Объекты исследования - люминофоры для фитосветодиодов. Цель - разработать эффективные, экономичные, перестраиваемые по спектру излучения составы люминофоров для фитосветодиодов с ионами Mn4+ в качестве активатора, сделать комплексный анализ структуры, морфологии, люминесцентных свойств, влагостойкости, термостойкости и процессов передачи энергии центрам свечения в синтезированных люминофоров, а также оценить перспективность их практического применения. 
  В исследованиях использовалось современное аттестованное оборудование для рентгеновской дифрактометрии, электронной микроскопии, флуоресцентной спектрометрии и др.
  Разработаны и исследованы три люминофора на основе фторидных (BaTiF6:Mn4+) и оксидных (Lu3Al5O12:Mn4+, LaAlO3:Mn4+) фосфоров при их легировании ионами калия и кальция - висмута, соответственно. Изучено влияние совместного легирования ионами активаторов и соактиваторов на структуру, морфологию, люминесцентные свойства, влагостойкость, термостойкость и процессы передачи энергии центрам свечения в синтезированных люминофорах. Легирование ионами калия приводит к увеличению интенсивности свечения, повышению термо- и влагостойкости фторидного фосфора. В оксидных фосфорах кальций обеспечивает компенсацию заряда, создает оптимальное кристаллическое поле вокруг центра люминесценции, а висмут работает как сенсибилизатор, с высокой эффективностью передачи энергии ионам марганца, а также повышает эффективность поглощения возбуждающего потока фотонов. Определены составы люминофоров с наивысшими эксплуатационными характеристиками: K0.070Ba0.965TiF6:1.8%Mn4+ (подходит для селективного возбуждения хлорофилла в); Lu3Al5O12:10%Ca2+,0.6%Bi3+,0.4%Mn4+ (излучение на 90.6% соответствует совместным спектрам поглощения хлорофилла а и хлорофилла в); LaAlO3:3%Ca2+,1%Bi3+,0.1%Mn4+ (способен селективно возбуждать фитохром PFR).
  Результаты исследований расширяют и углубляют знания о процессах возбуждения люминесценции ионов Mn4+ в оксидных и фторидных матрицах, позволяют расширить ассортимент дешевых, технологичных, с улучшенными свойствами люминофоров для светодиодов. 
  Научный руководитель – Корепанов Владимир Иванович, доктор физико-математических наук, профессор отделения материаловедения на правах кафедры инженерной школы новых производственных технологий ТПУ.
  Научный консультант -  Хань Тао, доктор технических наук, профессор Чунцинского университета науки и искусств, КНР.
  официальные оппоненты: 
  Слюсарева Евгения Алексеевна, доктор физико-математических наук, профессор, Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования (ФГАОУ ВО) «Сибирский федеральный университет», профессор базовой кафедры фотоники и лазерных технологий;
  Никифоров Сергей Владимирович, доктор физико-математических наук, доцент, ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина», профессор кафедры физических методов и приборов контроля качества.
  Наиболее значимые научные работы автора по теме диссертации:
  1.Shuangqiang Fang, Tao Han, Tianchun Lang, Yang Zhong, Bitao Liu, Shixu Cao, Lingling Peng, Alexey N. Yakovlev, Vladimir I. Korepanov, Synthesis of a novel red phosphor K2xBa1-xTiF6:Mn4+ and its enhanced luminescence performance, thermal stability and waterproofness // Journal of alloys and compounds. – 2019. – Vol. 808. – P. 151697 – 151705.
  2.Shuangqiang Fang, Tianchun Lang, Tao Han, Mingsheng Cai, Shixiu Cao, Lingling Peng, Bitao Liu, Yang Zhong, Alexey N. Yakovlev, Vladimir I. Korepanov, A novel efficient single phase dual-emission phosphor with high resemblance to photosynthesis spectrum // Journal of Materials Chemistry C. – 2020. – Vol. 8. – P. 6245 – 6253.
  3.Shuangqiang Fang, Tianchun Lang, Tao Han, Jinyu Wang, Jiayao Yang, Shixiu Cao, Lingling Peng, Bitao Liu, Alexey N. Yakovlev, Vladimir I. Korepanov,  Zero-thermal-quenching of Mn4+ far-red-emitting in LaAlO3 perovskite phosphor via energy compensation of electrons’ traps // Chemical Engineering Journal. – 2020. – Vol. 389. – P.124297 – 124309.
  4.Tianchun Lang, Tao Han, Cong Zhao, Shixiu Cao, Shuangqiang Fang, Shuai Li, Lei Zhao, Vladimir I. Korepanov and Alexey N. Yakovlev, Color-tunable photoluminescence and energy transfer of (Tb1-xMnx)3Al2(Al1-xSix)3O12:Ce3+ solid solutions for white light emitting diodes // RSC Advances. – 2018. – Vol. 8. – P. 36056 – 36062.
  5.Tianchun Lang, Tao Han, Cong Zhao, Shuangqiang Fang, Lei Zhao, Vladimir I. Korepanov, Alexey N. Yakovlev, Luminescence properties of color tunable new garnet structure (Lu1-xMnx)3Al2(Al1-xSix)3O12:Ce3+ solid solution phosphors // Journal of Luminescence. – 2019. – Vol. 207. – P. 98 – 104. 
  6.Tianchun Lang, Tao Han, Shuangqiang Fang, Jinyu Wang, Shixiu Cao, Lingling Peng, Bitao Liua, Vladimir I. Korepanov, Aleksey N. Yakovlev, Improved phase stability of the metastable K2GeF6:Mn4+ phosphors with high thermal stability and water-proof property by cation substitution // Chemical Engineering Journal. – 2020. – Vol. 380. – P. 122429 – 122436.
chairman_dissertation_council.name: Валерий
chairman_dissertation_council.surname: Кривобоков
chairman_dissertation_council.patronymic: Павлович
chairman_dissertation_council.position: Руководитель НОЦ Б.П. Вейнберга
chairman_dissertation_council.degree: Доктор физико-математических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: AAD-6184-2019
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 6603439351
chairman_dissertation_council.rinc_id: 20307
chairman_dissertation_council.url: https://portal.tpu.ru/SHARED/k/KRIVOBOKOV
chairman_dissertation_council.orcid: 0000-0003-0569-3291
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Леонид
organization_supervisor.surname: Сухих
organization_supervisor.patronymic: Григорьевич
organization_supervisor.position: Проректор по науке и трансферу технологий
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 29.19.31
rubrics.name: Полупроводники
rubrics.code: 29.19.21
rubrics.name: Влияние облучения на свойства твердых тел
oecds.code: 01.03.UK
oecds.name: PHYSICS, CONDENSED MATTER
speciality_codes.name: Физика конденсированного состояния
speciality_codes.code: 01.04.07
supervisors.fio: Корепанов В.И.
supervisors.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
supervisors.speciality_code: Физика конденсированного состояния
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
supervisors.fio: Хань Тао
supervisors.scientific_degree: Доктор технических наук
supervisors.speciality_code: Физика конденсированного состояния
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Слюсарева Е.А.
opponents.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
opponents.speciality_code: Физика конденсированного состояния
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Никифоров С.В.
opponents.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
opponents.speciality_code: Физика конденсированного состояния
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ФГАОУ ВО НИ ТПУ, ТПУ, НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ, ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"
protection_organization.ogrn: 1027000890168
protection_organization.supervisor_name: АНДРЕЙ
protection_organization.supervisor_surname: ЯКОВЛЕВ
protection_organization.supervisor_patronymic: АЛЕКСАНДРОВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения
author_organization.short_name: ФГАОУ ВО НИ ТПУ, ТПУ, НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ, ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"
author_organization.ogrn: 1027000890168
author_organization.supervisor_name: АНДРЕЙ
author_organization.supervisor_surname: ЯКОВЛЕВ
author_organization.supervisor_patronymic: АЛЕКСАНДРОВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения