В настоящее время поиск новых
оптических материалов, таких как
люминофоры в светодиодах белого свечения
(wLED) играет большое значения для
промышленности, поскольку wLED обладают
такими уникальными свойствами, как высокая
эффективность люминесценции, высокий
индекс цветопередачи, длительный срок
службы, энергосбережение, экологичность.
Одним из вариантов изготовления wLED
является использование трехцветных
люминофоров (RGB) или сочетание красного
и зеленого люминофоров с синим
светодиодным чипом.
Разработка нового поколения источников
света для белых светодиодов (LED) требует
разработки новых люминофоров. Бораты
представляют собой известный химический
класс оксидов, в частности, благодаря своим
оптическим свойствам, которые делают их
подходящими материалами для лазеров,
нелинейной оптики и как флуоресцентные
материалы. Бораты Ba3Y2(BO3)4 и
Ba3Eu2(BO3)4 относятся к семейству
A3M2(BO3)4 (A = Ca, Sr, Ba, M = Ln, Y, Bi).
Известно, что бораты этого семейства,
допированные ионами Nd3+, Yb3+, Dy3+, Eu3+,
проявляют хорошие люминесцентные
свойства и являются перспективными
материалами для люминофоров в светодиодах
белого свечения (wLED) [1, 2], лазерных
средах [3], ИК-лазерах [4, 5].
Бораты Ba3Y2(BO3)4:Er3+ и Ba3Eu2(BO3)4,
были получены методом кристаллизации из
расплава при медленном охлаждении расплава
от температуры 1350 °C. Кристаллическая
структура Ba3Y2(BO3)4 была впервые уточнена
в анизотропном приближении методом
рентгеноструктурного анализа до R = 0.037.
Бораты изоструктурны и кристаллизуются в
ромб. синг., пр. гр. Pnma. Параметры
элементарной ячейки a = 7.708(2), b =
16.614(6), c = 8.943(2) Å, V = 1145.3(4) Å3; a =
7.701(2), b = 16.517(5), c = 8.985(3) Å,
V=1143.0(4) Å3, Z=4 для боратов Ba3Eu2(BO3)4
и Ba3Y2(BO3)4 соответственно.
Кристаллическая структура содержит плоские
треугольные радикалы ВО3, предпочтительно
ориентированные в плоскости bc. В структуре
есть три независимые кристаллографические
позиции для катионов, две из которых общие,
а одна частная. Все позиции разупорядочены.
Методом порошковой терморентгенографии
рассчитаны коэффициенты термического
расширения в широком интервале температур.
На графиках зависимости параметров
элементарной ячейки от температуры для
обоих боратов наблюдаются изгибы,
интерпретация которых приведена в
настоящей работе. Полученные данные были
сопоставлены с литературными данными [6,
7]. С целью определения температуры начала
перераспределения катионов по позициям
была проведена дополнительная съемка и
уточнение структуры методом Ритвельда для
бората Ba3Y2(BO3)4, а полученные данные
сопоставлены с литературными данными [8,
9]. Также в данной работе высказано
предположение о частичной
разупордоченности заселенности позиций М1,
М2, М3 для боратов семейства A3M2(BO3)4 (A =
Ca, Sr, Ba, M = Ln, Y, Bi).
Измерены спектры люминесценции,
возбуждения люминесценции и кинетические
кривые серии твердых растворов Ba3Y2-
xErx(BO3)4 ( х = 0.01, 0.05, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3) при помощи спектрофлуориметра Horiba
Fluorolog-3.