Люминесцентные свойства лантан-магниевых пентаборатов, легированных ионами Tb3+ и Eu3+
- Авторы: Митина Д.Д.1, Мальцев В.В.1, Дейнеко Д.В.2, Волкова Е.А.1, Копорулина Е.В.1,3, Кузьмин Н.Н.1,4,5, Косоруков В.Л.1, Жиляева А.И.1, Напрасников Д.А.1
-
Учреждения:
- Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, геологический факультет
- Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, химический факультет
- Институт комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова Российской академии наук
- Институт спектроскопии Российской академии наук
- Физтех-школа им. Ландау, Московский физико-технический институт
- Выпуск: Том 59, № 10 (2023)
- Страницы: 1121-1133
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/0002-337X/article/view/249390
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0002337X23100093
- EDN: https://elibrary.ru/CDENDU
- ID: 249390
Цитировать
Аннотация
В работе показаны условия и результаты синтеза твердых растворов и выращивания монокристаллов La1 − x – yTbxEuyMgB5O10 из высокотемпературного раствора-расплава на основе K2Mo3O10. Исследованы структурные особенности, состав, термические характеристики, спектры люминесценции и спектры возбуждения ионов Tb3+ и Eu3+ твердых растворов при 0.2 < x < 0.7 и 0.1 < y < 0.6. Для полученных монокристаллов рассчитаны CIE-спектры люминесценции, изготовлены действующие макеты излучателей.
Об авторах
Д. Д. Митина
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова,геологический факультет
Автор, ответственный за переписку.
Email: varya-mitya@mail.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 1
В. В. Мальцев
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова,геологический факультет
Email: varya-mitya@mail.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 1
Д. В. Дейнеко
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова,химический факультет
Email: varya-mitya@mail.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 1, стр. 3
Е. А. Волкова
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова,геологический факультет
Email: varya-mitya@mail.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 1
Е. В. Копорулина
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова,геологический факультет; Институт комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова
Российской академии наук
Email: varya-mitya@mail.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 1; Россия, 111020, Москва, Крюковский тупик, 4
Н. Н. Кузьмин
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова,геологический факультет; Институт спектроскопии Российской академии наук; Физтех-школа им. Ландау, Московский физико-технический институт
Email: varya-mitya@mail.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 1; Россия, 108840, Троицк, Физическая ул., 5; Россия, 141701, Долгопрудный,
Институтский пер., 9
В. Л. Косоруков
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова,геологический факультет
Email: varya-mitya@mail.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 1
А. И. Жиляева
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова,геологический факультет
Email: varya-mitya@mail.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 1
Д. А. Напрасников
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова,геологический факультет
Email: varya-mitya@mail.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 1
Список литературы
- Mutailipu M., Poeppelmeier K.R., Pan S. Borates: A Rich Source for Optical Materials // Chem. Rev. 2021. V. 121. № 3. P. 1130–1202. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.0c00796
- Chinn S.R., Hong H.P. CW Laser Action in Acentric NdAl3(BO3)4 and KNdP4O12 // Opt. Commun. 1975. V. 15. № 3. P. 345–350. https://doi.org/10.1016/0030-4018(75)90242-4
- Aka G., Brenier A. Self-Frequency Conversion in Nonlinear Laser Crystals // Opt. Mater. 2003. V. 22. № 2. P. 89–94. https://doi.org/10.1016/s0925-3467(02)00351-8
- Wei Z., Sun L., Liao C., Yin J., Jiang X., Yan C., Lü S. Size-Dependent Chromaticity in YBO3:Eu Nanocrystals: Correlation with Microstructure and Site Symmetry // J. Phys. Chem. B. 2002. V. 106. № 41. P. 10610–10617. https://doi.org/10.1021/jp025967z
- Zvezdin A.K., Krotov S.S., Kadomtseva A.M., Vorob’ev G.P., Popov Y.F., Pyatakov A.P., Popova E.A. Magnetoelectric Effects in Gadolinium Iron Borate GdFe3(BO3)4 // J. Exp. Theor. Phys. Lett. 2005. V. 81. № 6. P. 272–276. https://doi.org/10.1134/1.1931014
- Hölsä J., Leskelä M. Fluorescence Spectrum, Energy Level Scheme and Crystal Field Analysis of Europium(+III) Doped Lanthanum Magnesium Borate LaMgB5O10:Eu3+ // Mol. Phys. 1985. V. 54. № 3. P. 657–667. https://doi.org/10.1080/00268978500100511
- Lokeswara Reddy G.V., Rama Moorthy L., Packiyaraj P., Jamalaiah B.C. Optical Characterization of YAl3(BO3)4:Dy3+–Tm3+ Phosphors under Near UV Excitation // Opt. Mater. 2013. V. 35. № 12. P. 2138–2145. https://doi.org/10.1016/j.optmat.2013.05.038
- Dubey V., Kaur J., Agrawal S., Suryanarayana N.S., Murthy K.V.R. Effect of Eu3+ Concentration on Photoluminescence and Thermoluminescence Behavior of YBO3:Eu3+ Phosphor // Superlattices Microstruct. 2014. V. 67. P. 156–171. https://doi.org/10.1016/j.spmi.2013.12.026
- Шмурак С.З., Кедров В.В., Киселев А.П., Фурсова Т.Н., Зверькова И.И. Спектральные характеристики и перенос энергии Ce3+ → Tb3+ → Eu3+ в соединении LuBO3(Ce,Tb,Eu) // Физика твердого тела. 2016. Т. 58. № 3. С. 564–576.
- Solarz P., Beregi E., Lisiecki R., Lengyel K., Kovács L., Ryba-Romanowski W. VIS-VUV Spectroscopy of Heavily Tb and Eu Doped Gadolinium Aluminum Borate (GAB) Crystal // J. Lumin. 2023. V. 257. P. 119717. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2023.119717
- Fouassier C., Saubat B., Hagenmuller P. Self-Quenching of Eu3+ and Tb3+ Luminescencein LaMgB5O10: A Host Structure Allowingessentially One-Dimensional Interactions // J. Lumin. 1981. V. 23. № 3–4. P. 405–412. https://doi.org/10.1016/0022-2313(81)90143-5
- Saubat B., Fouassier C., Hagenmuller P. Luminescent Efficiency of Eu3+ and Tb3+ in LaMgB5O10-Type Borates Under Excitation from 100 to 400 nm // Mater. Res. Bull. 1981. V. 16. № 2. P. 193–198. https://doi.org/10.1016/0025-5408(81)90081-7
- Dorenbos P. 5d-Level Energies of Ce3+ and the Crystalline Environment. III. Oxides Containing Ionic Complexes // Phys. Rev. B: Condens. Matter. 2001. V. 64. № 12–15. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.64.125117
- Hölsä J., Leskelä M. Fluorescence Spectrum, Energy Level Scheme and Crystal Field Analysis of Europium(III) Doped Lanthanum Magnesium Borate LaMgB5O10:Eu3+ // Mol. Phys. 1985. V. 54. № 3. P. 657–667.
- Knitel M.J., Dorenbos P., Eijk C.W.E., Plasteig B., Viana B., Kahn-Harari A., Vivien D. Photoluminescence, and Scintillation/Thermoluminescence Yields of Several Ce3+ and Eu2+ Activated Borates // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A. 2000. V. 443. № 2–3. P. 364–374.
- Lin C.K., Yu M., Pang M.L., Lin J. Photoluminescent Properties of Sol-Gel Derived (La, Gd)MgB5O10:Ce3+/Tb3+ Nanocrystalline Thin Films // Opt. Mater. 2006. V. 28. № 8–9. P. 913–918. https://doi.org/10.1016/j.optmat.2005.04.009
- Jouhari N., Parent C., Le Flem G. Photoluminescence of Ce3+, Tb3+, and Mn2+ in Glasses of Base Composition LaMgB5O10 // J. Solid State Chem. 1996. V. 123. № 2. P. 398–407. https://doi.org/10.1006/jssc.1996.0195
- Saubat B., Vlasse M., Fouassier C. Synthesis and Structural Study of the New Rare Earth Magnesium Borates LnMgB5O10 (Ln = La, …, Er) // J. Solid State Chem. 1980. V. 34. № 3. P. 271–277. https://doi.org/10.1016/0022-4596(80)90425-9
- Leonyuk N.I., Leonyuk L.I. Growth and Characterization of RM3(BO3)4 Crystals // Prog. Cryst. Growth Charact. Mater. 1995. V. 31. № 3–4. P. 179–278. https://doi.org/10.1016/0960-8974(96)83730-2
- Мальцев В.В., Волкова Е.А., Митина Д.Д., Леонюк Н.И., Козлов А.Б., Шестаков А.В. Выращивание и теплофизические свойства кристаллов RAl3(BO3)4 (R = Y, Nd, Gd, Lu) и RMgB5O10 (R = Y, La, Gd) // Неорган. материалы. 2020. Т. 56. № 6. С. 645–658. https://doi.org/10.31857/S0002337X20060081
- Митина Д.Д., Мальцев В.В., Леонюк Н.И., Горбаченя К.Н., Дейнека Р.В., Кисель В.Э., Ясюкевич А.С., Кулешов Н.В. Выращивание и характеризация кристаллов RMgB5O10 (R = Y, La, Gd) // Неорган. материалы. 2020. Т. 56. № 2. С. 221–232. https://doi.org/10.31857/S0002337X2002013X
- Inorganic Crystal Structure Data Base – ICSD; Fachinformationzentrum (FIZ) Karlsruhe: Karlsruhe, Germany, 2021.
- Corbel G., Leblanc M., Antic-Fidancev E., Lemaître-Blaise M., Krupa J. Luminescence Analysis and Subsequent Revision of the Crystal Structure of Triclinic L‑E-uBO3 // J. Alloys Compd. 1999. V. 287. № 1–2. P. 71–78. https://doi.org/10.1016/s0925-8388(99)00023-7
- Judd B.R. Hypersensitive Transitions in Rare-Earth Ions // J. Chem. Phys. 1966. V. 44. P. 839. https://doi.org/10.1063/1.1726774
- Deyneko D.V., Morozov V.A., Vasin A.A., Aksenov S.M., Dikhtyar Y.Y., Stefanovich S.Y., Lazoryak B.I. The Crystal Site Engineering and Turning of Cross-Relaxation in Green-Emitting β-Ca3(PO4)2-Related Phosphors // J. Lumin. 2020. V. 223. P. 117196 https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2020.117196