Спектральные и структурные характеристики ортоборатов La-=SUB=-0.99-x-=/SUB=-Y-=SUB=-x-=/SUB=-Eu-=SUB=-0.01-=/SUB=-BO-=SUB=-3-=/SUB=-

Abstract

The structure, IR absorption, luminescence, and luminescence excitation spectra of La0.99xYxEu0.01BO3 orthoborates (0 ≤ x ≤ 0.25) synthesized at 970°С were studied at 0 ≤ x ≤ 0.99. An increase in х leads to a sequential change of the structural state of these compounds. At 0 ≤ x ≤ 0.1, the samples are single-phase and have the aragonite structure. Within the range of 0.1 < x ≤ 0.8, the samples are two-phase: the vaterite phase is observed along with the aragonite structure. At 0.8 < x ≤ 0.99, the samples are single-phase and have the vaterite structure. Correspondence between the structure and spectral characteristics of these compounds was established. It is demonstrated that with an increase in the Y3+ concentration, the vaterite phase is formed first in the bulk of microcrystals having the aragonite structure and then in the entire sample. It is shown for the first time that a band with the maximum of 469 nm is observed in the luminescence excitation spectrum (LES) of samples having the vaterite structure and is absent in samples having the aragonite structure. It is revealed that a band in the luminescence spectrum, corresponding to the 5D0→7F0 electron transition, as well as 469-nm-band in the LES, can be an indicator of the structural state of the sample.

Структурные, спектральные характеристики ортоборатов La-=SUB=-0.99-x-=/SUB=-Tb-=SUB=-x-=/SUB=-Eu-=SUB=-0.01-=/SUB=-BO-=SUB=-3-=/SUB=- и перенос энергии от Tb-=SUP=-3+-=/SUP=- к Eu-=SUP=-3+-=/SUP=-

“…Таким образом, в ортоборатах La 0.99−x Tb x Eu 0.01 BO 3 , также как и в соединениях La 0.99−x Y x Eu 0.01 BO 3 [43], можно выделить три области, в которых существуют определенные структурные состояния: при 0 ≤ x ≤ 0.2 твердый раствор La 0.99−x Tb x Eu 0.01 BO 3 имеет структуру арагонита, затем в интервале 0.2 < x < 0.89 образцы являются двухфазными -наряду со структурой арагонита наблюдается фаза ватерита, а при 0.89 ≤ x ≤ 0.99 образцы являются однофазными со структурой ватерита.…”

“…Следует отметить, что полосы 378.5 и 488.5 nm, а также узкие полосы в диапазоне длин волн 340−390 nm наблюдаются в спектрах возбуждения ионов Tb 3+ в образцах La 0.91 Tb 0.09 BO 3 и La 0.9 Tb 0.09 Eu 0.01 BO 3 (рис. Таким образом, в спектрах возбуждения люминесценции ионов Eu 3+ в ортоборатах La 0.99−x Tb x Eu 0.01 BO 3 , имеющих структуру ватерита, как и в соединениях La 0.99−x Y x Eu 0.01 BO 3 [43], наблюдается полоса с λ max = 469 nm, в то время как в этих соединениях, имеющих структуру арагонита, эта полоса отсутствует. Поэтому наличие или отсутствие в СВЛ полосы с λ ex = 469 nm может служить индикатором структурного состояния ортоборатов La 0.99−x Re x Eu 0.01 BO 3 , Re = Y, Tb.…”

“…На основании приведенных результатов можно сделать вывод о том, что формирование фазы ватерита в микрокристаллах ортобората La 0.99−x Tb x Eu 0.01 BO 3 происходит во всем образце одновременно -и в объеме, и в приповерхностном слое микрокристаллов, имеющих структуру арагонита. В то время как в ортоборатах La 1−x Re x BO 3 (Eu), где Re = Lu, Y формирование фазы ватерита происходит вначале в объеме микрокристаллов, имеющих структуру арагонита, а затем, при увеличении x также и в приповерхностном слое микрокристаллов [38,43].…”

“…В то же время, в образцах Tb 0.99 Eu 0.01 BO 3 (100% В) наблюдаются ограненные микрокристаллы размером 6−10 µm, которые содержат большое количество разрывов сплошности (рис. 4, f).Таким образом, в имеющих структуру арагонита образцах La 0.99−x Tb x Eu 0.01 BO 3 , как и в соединениях La 0.98−x Y x Eu 0.02 BO 3[43], наблюдаются микрокристаллы размером 1−3 µm. В то же время, морфология мик-…”

“…Как отмечалось во введении, наиболее высокая эффективность переноса энергии от Tb 3+ к Eu 3+ η = 99% наблюдалась в образцах Tb(OH) 3 :Eu 3+ при концентрации ионов Eu 3+ 3 mol.%[24].Обсудим более подробно зависимость спектрального положения полосы, соответствующей электронному переходу ( 5 D 0 → 7 F 0 ) в ионах Eu 3+ , от концентрации ионов Tb 3+ (x) в ортоборатах La 0.99−x Tb x Eu 0.01 BO 3 . Как отмечалось, максимумы этой полосы в соединениях La 0.99−x Y x Eu 0.01 BO 3 , имеющих структуры арагонита (А) и ватерита (В) находятся при λ max ∼ 578.6 и ∼ 580.4 nm, соответственно[43]. На рис.…”