Synthesis and Luminescent Properties of Multicomponent Garnets Y3MgGa3SiO12, Y3MgGa2AlSiO12, and Y3MgGaAl2SiO12 Doped with Cr3+ Ions

N. M. Khaidukov; Хайдуков Н. М.; K. S. Nikonov; Никонов К. С.; M. N. Brekhovskikh; Бреховских М. Н.; N. Yu. Kirikova; Кирикова Н. Ю.; V. A. Kondratyuk; Кондратюк В. А.; V. N. Makhov; Махов В. Н.

doi:10.31857/S0044457X23600470

Синтез и люминесцентные свойства многокомпонентных гранатов Y₃MgGa₃SiO₁₂, Y₃MgGa₂AlSiO₁₂ и Y₃MgGaAl₂SiO₁₂, легированных ионами Cr³⁺

Авторы: Хайдуков Н.М.¹, Никонов К.С.¹, Бреховских М.Н.¹, Кирикова Н.Ю.², Кондратюк В.А.², Махов В.Н.²
Учреждения:
1. Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН
2. Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН
Выпуск: Том 68, № 8 (2023)
Страницы: 1030-1041
Раздел: СИНТЕЗ И СВОЙСТВА НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
URL: https://journals.rcsi.science/0044-457X/article/view/136401
DOI: https://doi.org/10.31857/S0044457X23600470
EDN: https://elibrary.ru/OAAOCL
ID: 136401

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Методом высокотемпературного твердофазного синтеза получены керамические образцы многокомпонентных гранатов Y₃MgGa₃SiO₁₂, Y₃MgGa₂AlSiO₁₂ и Y₃MgGaAl₂SiO₁₂, легированных 0.2 ат. % Cr³⁺. В спектрах люминесценции синтезированных образцов гранатов зарегистрированы перекрывающиеся между собой широкополосная люминесценция в дальней красной области спектра, обусловленная переходом ⁴T₂ → ⁴A₂ в ионах Cr³⁺, и узкая полоса в интервале 690–700 нм, соответствующая бесфононной линии перехода ²Е → ⁴A₂ в Cr³⁺. Узкополосная и широкополосная части спектров отнесены к излучениям от двух разных типов хромовых центров, находящихся в октаэдрической координации с различной степенью искажения и силы кристаллического поля, обусловленных наличием на октаэдрической позиции данных гранатов двух ионов, существенно различающихся по кристаллохимическим свойствам, а именно Mg²⁺ и Ga³⁺ (Al³⁺). Исследованные люминофоры, обладающие широкополосной люминесценцией в фитоактивной дальней красной области спектра, имеют потенциал для использования в тепличных светодиодных светильниках.

Ключевые слова

керамика, люминесценция, гранат, ионы хрома, красный люминофор

Список литературы

Adachi S. // ECS J. Solid State Sci. Technol. 2021. V. 10. № 2. P. 026001. https://doi.org/10.1149/2162-8777/abdc01
Adachi S. // ECS J. Solid State Sci. Technol. 2021. V. 10. № 3. P. 036001. https://doi.org/10.1149/2162-8777/abdfb7
Nair G.B., Swart H.C., Dhoble S.J. // Prog. Mater. Sci. 2020. V. 109. P. 100622. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2019.100622
Dhoble S.J., Priya R., Dhoble N.S., Pandey O.P. // Luminescence. 2021. V. 36. P. 560. https://doi.org/10.1002/bio.3991
Fang M.H., De Guzman G.N.A., Bao Z. et al. // J. Mater. Chem. C. 2020. V. 8. P. 11013. https://doi.org/10.1039/d0tc02705g
Zhen S., Bugbee B. // Plant, Cell Environment. 2020. V. 43. № 5. P. 1259. https://doi.org/10.1111/pce.13730
Tanabe Y., Sugano S. // J. Phys. Soc. Jpn. 1954. V. 9. P. 776. https://doi.org/10.1143/JPSJ.9.766
Malysa B., Meijerink A., Jüstel T. // J. Lumin. 2018. V. 202. P. 523. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2018.05.076
Huang D., Zhu H., Deng Z. et al. // J. Mater. Chem. C. 2021. V. 9. P. 164. https://doi.org/10.1039/d0tc04803h
Bindhu A., Naseemabeevi J.I., Ganesanpotti S. // Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. 2022. V. 47. № 5. P. 621. https://doi.org/10.1080/10408436.2021.1935211
Sun B., Jiang B., Fan J., et al. // J. Am. Ceram. Soc. 2023. V. 106. № 1. P. 513. https://doi.org/10.1111/jace.18772
Khaidukov N.M., Makhov V.N., Zhang Q. et al. // Dyes and Pigments. 2017. V. 142. P. 524. https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2017.04.013
Хайдуков Н.М., Бреховских М.Н., Кирикова Н.Ю. и др. // Журн. неорган. химии. 2020. Т. 65. № 8. С. 1027. https://doi.org/10.31857/S0044457X20080061
Хайдуков Н.М., Бреховских М.Н., Кирикова Н.Ю. и др. // Журн. неорган. химии. 2022. Т. 67. № 4. С. 531. https://doi.org/10.31857/S0044457X22040092
Mares J.A., Nie W., Boulon G. // J. Phys. France. 1990. V. 51. P. 1655. https://doi.org/10.1051/jphys:0199000510150165500
McCumber D.E., Sturge M.D. // J. Appl. Phys. 1963. V. 34. P. 1682. https://doi.org/10.1063/1.1702657
Jansen T., Jüstel T., Kirm M. et al. // J. Lumin. 2018. V. 198. P. 314. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2018.02.054
Pott G.T., McNicol B.D. // J. Solid State Chem. 1973. V. 7. P. 132. https://doi.org/10.1016/0022-4596(73)90145-X
Abritta T., Melamed N.T., Maria Neto J., De Souza Barros F. // J. Lumin. 1979. V. 18–19. P. 179. https://doi.org/10.1016/0022-2313(79)90098-X
Henderson B., Imbush G.F. Optical Spectroscopy of Inorganic Solids. Oxford: Clarendon Press, 1989.
Shang L., Liu M., Duan C.K. // J. Phys. Chem. Lett. 2022. V. 13. № 45. P. 10635. https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.2c02835
Quérel G., Reynard B. // Geophys. Res. Lett. 1998. V. 25. № 2. P. 195. https://doi.org/10.1029/97GL03614
Brik M.G., Camardello S.J., Srivastava A.M. // ECS J. Solid State Sci. Technol. 2015. V. 4. № 3. P. R39. https://doi.org/10.1149/2.0031503jss
Feofilov S.P., Kulinkin A.B., Rodnyi P.A. et al. // J. Lumin. 2018. V. 200. P. 196. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2018.04.017
Senden T., van Dijk-Moes R.J.A., Meijerink A. // Light Sci. Appl. 2018. V. 7. P. 8. https://doi.org/10.1038/s41377-018-0013-1