Влияние церия на спектральные и структурные характеристики LuBO-=SUB=-3-=/SUB=-(Ce, Tb)

Abstract

The structure, IR absorption, luminescence and luminescence excitation spectra of Ce3+ and Tb3+ ions have been studied in the crystals of Lu1−x−yCexTbyBO3 solid solutions at 0 ≤ x ≤ 0.01, 0.07 ≤ y ≤ 0.16. It has been shown that Lu1−yTbyBO3 solid solution synthesized at Т = 970°С has the structure of a calcite at 0  y ≤ 0.07, the structure of a vaterite at y ≥ 0.16, and is two-phase in a range of 0.07  y < 0.16. It has been determined that additional alloying of two-phase Lu1-yTbyBO3 samples with the vaterite phase fraction of not more than ~ 20 % with 0.5 – 1 at.% of Ce3+ leads to a significant decrease in the amount of the vaterite phase. It has been demonstrated that Ce3+ ions can be used as structure-sensitive and optically active marks when analyzing the structural state of rare earth orthoborates.

Особенности спектральных характеристик различных структурных модификаций Lu-=SUB=-1-x-=/SUB=-RE-=SUB=-x-=/SUB=-BO-=SUB=-3-=/SUB=-

“…Одним из наиболее эффективных способов направленного изменения спектральных характеристик различных полиморфных соединений боратов, молибдатов и вольфраматов, содержащих оптически активные центры, является изменение их структурного состояния, так как каждой структурной модификации соответствует строго определенный спектр свечения [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11]. Исследование методов направленного управления спектральными характеристиками боратов редкоземельных элементов представляет значительный интерес, так как они могут быть использованы в качестве эффективных люминофоров для светодиодных источников света.…”

“…При резонансном возбуждении свечения ионов Eu 3+ в области прозрачности кристалла (λ ex ∼ 394 и ∼ 466 nm, электронные переходы 7 F 0 → 5 L 6 и 7 F 0 → 5 D 2 соответственно) [2,3,[14][15][16] мы получаем информацию о ближайшем окружении ионов Eu 3+ в объеме кристалла. Исследование спектральных характеристик приповерхностного слоя и объема кристалла позволило получить информацию о структуре на поверхности и в объеме микрокристаллов в твердых растворах Lu 98−x In x Eu 0.02 BO 3 и Lu 0.99−x Gd x Eu 0.01 BO 3 [11,18].…”

“…R3c), образующийся при T = 970−1100 • C. Ортобораты REBO 3 , где RE = Eu, Gd, Tb, Dy и Y имеют только одну структурную модификацию -ватерит [19][20][21]. В работах [22,23] показано, что твердые растворы Lu 1−x RE x BO 3 (RE = Eu, Gd, Tb, Dy и Y) при x > 0.15−0.2, синтезированные при T = 970−1100 • C (температуре существования кальцитной фазы LuBO 3 ), кристаллизуются в структуре ватерита. В то же время, в работе [11] установлено, что твердый раствор Lu 1−x In x BO 3 , состоящий из бората лютеция (LuBO 3 ), имеющего две устойчивые структурные модификации (ватерит и кальцит) и ортобората индия (InBO 3 ), имеющего только одну структурную модификацию (кальцит) [24][25][26], синтезированный при 780 • C (температуре существования ватерита LuBO 3 ) при x > 0.08−0.1 кристаллизуется в структуре кальцита.…”

“…Исследования люминесценции соединений Lu 0.98−x In x Eu 0.02 BO 3 . при возбуждении в полосе с переносом заряда (λ ex = 250 nm) и при резонансном возбуждении ионов Eu 3+ (λ ex = 394 nm), показали, что структурные преобразования в ортоборатах Lu 0.98−x In x Eu 0.02 BO 3 при увеличении концентрации ионов In 3+ начинаются в приповерхностном слое микрокристаллов этих образцов [11]. При x ≥ 0.04 приповерхностный слой имеет структуру кальцита, при дальнейшем увеличении концентрации индия количество фазы кальцита увеличивается и в объеме образца, а при x > 0.1 весь образец имеет структуру кальцита.…”

“…* Образцы, подвергнутые прессованию перед отжигом. * * Данные работы[10]. (RE = Eu, Tb и Y) имеет структуру кальцита, затем при увеличении концентрации RE соединение Lu 1−x RE x BO 3 становится двухфазным, наряду со структурой кальцита появляется фаза ватерита, а при дальнейшем увеличении концентрации RE твердый раствор имеет структуру ватерита (табл.…”