Материалы механолюминесценции (ML) способны преобразовывать механическую энергию в световую при механическом воздействии, что обеспечивает их высокий потенциал для применения в таких областях, как датчики напряжения и световые устройства. Однако механизмы регулирования люминесцентных характеристик, связанные с типом и концентрацией легирующих ионов, остаются довольно сложными, а длинное послесвечение (LPL) может создавать постоянный фоновый шум, мешающий извлечению динамических сигналов напряжения и ограничивающий дальнейшую оптимизацию характеристик материалов. В данной работе основное внимание уделено материалам механолюминесценции на основе танталата лития (LiTaO₃), и в сочетании с методами машинного обучения осуществляется исследование механизмов и оптимизация легирования на основе данных. Путём создания модели многочленной интегральной оценки с нормализацией было предсказано, что в базовой системе LiTaO₃∶xTb³⁺ можно достичь оптимальных показателей люминесценции при концентрации легирования около 0.6% и 3%, а также минимизация LPL и максимальная интенсивность ML достигаются при концентрации около 0.1% и 5% соответственно. С использованием модели гауссовой регрессии (GPR) в сочетании с механизмом автокорреляционного определения (ARD) проведён анализ признаков, раскрывающий, что наиболее значительное влияние на механолюминесценцию оказывают радиус легирующего иона, степень искажения кристаллической решётки, глубина ловушки и концентрация дефектов. На основании этого были предсказаны оптимальные концентрации легирования и характеристики при добавлении различных со-легирующих ионов в базовую систему. Добавление La³⁺ позволяет снизить интенсивность послесвечения на 56.02%; добавление Bi³⁺ увеличивает интенсивность ML на 19.96% и снижает интенсивность послесвечения на 55.20%. Наиболее оптимальные комбинации для ML и общей люминесценции были представлены системами Sm³⁺/Tm³⁺ и Pr³⁺/Yb³⁺ соответственно. В заключении, используя модель символьной регрессии, было выведено явное алгебраическое уравнение максимального правдоподобия для механолюминесценции в пространстве микрохарактеристик, которое показало необходимость соблюдения двух основных правил для выбора высокопроизводительных люминесцентных материалов: выбирать легирующие ионы с низкой поляризацией и значительно отличающимся радиусом от ионов в местах замещения матрицы, использовать базовую систему с высокой и контролируемой способностью к аккомодации дефектов. Данное исследование предлагает инновационный подход к легированию данных и точной настройке характеристик материалов механолюминесценции.

Механолюминесценция; совместное легирование; машинное обучение; LiTaO₃; гауссова регрессия