Введение

В начале 1990-х годов, в качестве люминесцентных материалов для электролюминесцентных устройств были предложены ионы лантаноидов, поскольку их металлическая основа обеспечивает длительное линейное излучение, которое может быть рассмотрено почти как монохроматическое. Уникальные свойства проявляют ионы лантаноидов с электронной конфигурацией [Xe] 4fn. 4f-Электроны экранированные электронами 5s и 5p, мало зависят от кристаллического поля или подобных эффектов, в отличие от поведения электронов d-уровня. По этой причине линейное поглощение - излучение спектра на металлической основе не наблюдается. Ионы 4f электронов могут быть размещены на любой из 4f-орбитали, и это дает увеличение для многих спектроскопических условий и энергетических уровней. Лантаноиды, близкие по энергии с f-уровнями (M(III) - Nd, Pr, Ho, Er, Tm, Yb), дают излучение в ИК-области спектра. Излучение ионов Nd3+, Er3+, Yb3+ в ИК-области спектра, в последнее время приобрело большую популярность из-за широкой области применения, в том числе в области телекоммуникаций и биомедицинских анализов. Среди ионов лантаноидов, излучающих в ИК-области спектра, Er3+ играет особую роль в сфере телекоммуникаций, так как он показывает резкое излучение, происходящее в области с длиной волны 1,55 мкм (0,8 эВ), охватывая, таким образом, спектроскопическое окно, в котором стекла оптического волокна показывают высокую прозрачность (так называемые третично-связанные окна). Легированные кварцевые волокона, такие как EDFAs (оптические волокна, легированные ионами эрбия) находятся в центре оптического усилителя, используемого для дальней связи систем, работающих в 1,5-мкм спектроскопическом окне.

Используют также Yb3+ и Nd3+ в качестве легирующих примесей в оптических усилителях, так как они могут усилить сигнал в первичном и вторично-связанном окне, на 1 мкм и 1,33 мкм длины волны. Недостатком этой технологии является слабое поглощение ионов лантаноидов, из-за запрещенной симметрии f-f переходов, и их очень низкой растворимости во всех неорганических матрицах. Для преодоления этих проблем используют комплексы металлов, где металл координируется с органическим лигандом, который может работать и как сенсибилизатор.