Раствор-расплавная кристаллизация, термическая стабильность и люминесцентные свойства кристаллов RAl2.07(B4O10)O0.6 (R = La–Nd)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В работе обсуждаются результаты выращивания монокристаллов редкоземельно-алюминиевых диметаборатов RAl2.07(B4O10)O0.6 (R = La–Nd) из высокотемпературного раствора-расплава на основе K2Mo3O10. Исследованы состав, термические свойства полученных кристаллов, а также спектры люминесценции легированных Tb3+ и Eu3+ твердых растворов (Eu,Tb)LaAl2.07(B4O10)O0.6. Показано, что такие соединения склонны к постепенному разложению в открытых системах при температурах ниже температур плавления. Установлен механизм их разложения в зависимости от типа редкоземельного катиона. Образец, легированный Tb3+, характеризуется эмиссией с максимальной интенсивностью при 541 нм, а Eu3+ – имеет наиболее интенсивный пик при 613 нм.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. В. Мальцев

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: aafanasik@yandex.ru

геологический факультет

Россия, Ленинские горы, 1, Москва, 119991

Е. В. Копорулина

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: aafanasik@yandex.ru

геологический факультет

Россия, Ленинские горы, 1, Москва, 119991

Е. А. Волкова

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: aafanasik@yandex.ru

геологический факультет

Россия, Ленинские горы, 1, Москва, 119991

А. Е. Афанасьев

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: aafanasik@yandex.ru

геологический факультет

Россия, Ленинские горы, 1, Москва, 119991

Н. С. Упорова

Институт геологии и геохимии им. академика А.Н. Заварицкого УрО Российской академии наук

Email: aafanasik@yandex.ru
Россия, ул. Вонсовского, 15, Екатеринбург, 620110

А. И. Жиляева

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: aafanasik@yandex.ru

геологический факультет

Россия, Ленинские горы, 1, Москва, 119991

Список литературы

  1. Пашкова А.В., Сорокина О.А., Леонюк Н.И., Тимченко Т.И., Белов Н.В. Новая серия двойных метаборатов // ДАН СССР. 1981. Т. 258. № 1. С. 103–106.
  2. Пущаровский Д.Ю., Карпов О.Г., Леонюк Н.И., Белов Н.В. Кристаллическая структура нестехиометричного Nd, Al-диметабората NdA12.07[B4 O10]O0.6 // ДАН СССР. 1978. Т. 241. № 1. C. 91–94.
  3. Antipin A.M., Volkova E.A., Rassulov V.A., Kuzmin N.N., Borovikova E.Yu., Latanova E.A., Koporulina E.V. A New Double-cell Polytype of Samarium Aluminum Dimetaborate: Synthesis, Crystal Structure, and Spectroscopic Characterization // Mater. Today Commun. 2022. V. 31. P. 103317. https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2022.103317
  4. Della Ventura G., Parodi G., Mottana A., Chaussidon M. Peprossiite-(Ce), a New Mineral from Campagnano (Italy): the First Anhydrous Rare-earth-element Borate // Eur. J. Mineral. 1993. V. 5. P. 53–58. https://doi.org/10.1127/ejm/5/1/0053
  5. Capitelli F., Chita G., Leonyuk N., Koporulina E., Bellatreccia F., Della Ventura G. REEAl2.07(B4O10)O0.60 Dimetaborates (REE = La, Pr); Synthesis and X-ray Structural Characterization // Z. Kristallogr. 2011. V. 236. P. 219–225. https://doi.org/10.1524/zkri.2011.1310
  6. Guo S., Liu L., Xia M., Wang X. C., Bai L., Xu B., Huang Q., Chen C. W. Crystal Growth, Structure and Optical Properties of a New Acentric Crystal La2Al4,68B2O22 with Short UV Absorption Edge // New J. Chem. 2016. V. 40. P. 4870–4873. https://doi.org/10.1039/C5NJ03646A
  7. Ren Q., Zhao Y., Wu X., Zheng J., Ren Y., Hai O. Luminescence Properties and Energy Transfer of LaAl2.03B4O10.54: Dy3+, Eu3+ Phosphors // Mater. Chem. Phys. 2020. V. 243. P. 122623. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2020.122623
  8. Ren Q., Zhao Y., Wu X., Du L., Pei M., Hai O. Luminescence Properties and Energy Transfer of Color-tunable LaAl2.03B4O10.54: Tm3+, Dy3+ Phosphors // Polyhedron. 2021. V. 204. P. 115266. https://doi.org/10.1016/j.poly.2021.115266
  9. Qiao X., Cheng Y., Qin C., Tao Z., Huang Y., Cai P., Chen C., Seo H.J. Preparation and Spectral Characteristics of Ce3+-activated Boroaluminate LaAl2B3O9 // Appl. Phys. A. 2015. V. 118. P. 749–756. https://doi.org/10.1007/s00339-014-8795-3
  10. Yang P., Yu W., Wang J., Wei J., Liu Y. LaAl2.03(B4O10)O0.54 // Acta Crystallogr., Sect. C: Cryst. Struct. Commun. 1998. V. 54. P. 11–12. https://doi.org/10.1107/S010827019701072X
  11. Konone N.V., Viagin O.G., Seminko V.V., Maksimchuk P.O., Koporulina E.V., Leonyuk N.I., Malyukin Y.V. Quantum Splitting in Praseodymium-doped Lanthanum Aluminum Dimetaborate Crystals at X-ray Excitation // Spectrosc. Lett. 2017. V. 50. № 7. P. 359–363. https://doi.org/10.1080/00387010.2017.1321021
  12. Копорулина Е.В., Мальцев В.В., Леонюк Н.И., Волкова Е.А. Синтез, особенности морфологии и состава кристаллов твердых растворов RAl2.07(B4O10)O0.6 (R – La, Ce, Pr, Gd) // Неорган. материалы. 2020. Т. 56. № 7. С. 780–787. https://doi.org/10.31857/s0002337x20070076
  13. Inorganic Crystal Structure Data Base – ICSD; Fachinformationzentrum (FIZ) Karlsruhe: Karlsruhe, Germany. 2021.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Изображение участка сростка ортобората и диметабората в отраженных электронах (а) и распределение по нему Al (б), La (в), Tb (г).

Скачать (1MB)
Метаданные
3. Рис. 2. Поверхность кристалла La-Al-диметабората после выдержки при 960°С в течение 1 (а), 2 (б) и 5 сут (в, г).

Скачать (978KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Поверхность кристалла La-Al-диметабората после выдержки при 980 (а) и 990°С (б) в течение 1 сут.

Скачать (578KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Сросток игольчатых кристаллов фазы 1 и ромбовидных кристаллов фазы 2 на фоне участка поверхности исходного La-Al-диметабората после прокаливания при 980°С в течение 1 сут в отраженных электронах (а) и распределение по нему Al (б), La (в) и O (г).

Скачать (1MB)
Метаданные
6. Рис. 5. Рентгенограмма продуктов разложения La-Al-диметабората после отжига при 990°С в течение 5 сут.

Скачать (117KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Поверхность кристалла Nd-Al-диметабората после выдержки при 960°С в течение 1 сут: новообразованные фазы (а) и гнездоподобное образование (б).

Скачать (270KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Морфология и фазовый состав поверхности образцов Nd-Al-диметабората после отжига при 960°C в течение 2 (а, б) и 5 сут (в, г).

Скачать (930KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Изображение в отраженных электронах образца Nd-Al-диметабората после отжига при 980°С в течение 2 сут: продукты разложения (а) и кристаллы Al18B4O33 и NdBO3 (б).

Скачать (597KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Рентгенограмма продуктов разложения Nd-Al-диметабората после отжига при 980°С в течение 2 сут.

Скачать (118KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Сравнительные ДСК-кривые, полученные при скорости сканирования 20°С/мин, и температуры разложения (начала эндотермических реакций) монокристаллического образца La-Al-диметабората, полученные при различных условиях: 1 – Rh–Pt-тигель/аргон; 2 – Al2O3-тигель/воздух; 3 – Rh–Pt-тигель/воздух; черная кривая – ТГ.

Скачать (233KB)
Метаданные
12. Рис. 11. ТГ–ДСК-кривые образца La-Al-диметабората, полученные при скорости сканирования 20°С/мин в циклическом режиме нагрева и последующего охлаждения.

Скачать (245KB)
Метаданные
13. Рис. 12. ДСК-кривые для кристаллов NdAl2.07(B4O10)O0.6 (1), PrAl2.07(B4O10)O0.6 (2), CeAl2.07(B4O10)O0.6 (3), LaAl2.07(B4O10)O0.6 (4).

Скачать (238KB)
Метаданные
14. Рис. 13. Визуальная люминесценция кристаллов La0.7Tb0.3Al2.07(B4O10)O0.6 (слева) и La0.7Eu0.3Al2.07(B4O10)O0.6 (справа) при возбуждении УФ-излучением (360–390 нм).

Скачать (171KB)
Метаданные
15. Рис. 14. Спектры ФЛ кристаллов La0.7Eu0.3Al2.07(B4O10)O0.6 (а), La0.7Tb0.3Al2.07(B4O10)O0.6 (б).

Скачать (226KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».