На сегодняшний день актуальной задачей является поиск
высокоэффективных люминофоров, в том числе, в системе
REE2O3–BaO–B2O3. Допированные бораты этой системы
являются хорошими люминофорами и применяются в LED
дисплеях [1].
Бораты Ba3Eu2B4O12 и Ba3Y2B4O12, относящихся к
семейству A3REE2(BO3)4, где A = Ca, Sr, Ba, а REE = Y, Ln, Bi [1–
5] были получены методом кристаллизации из расплава при
медленном охлаждении расплава от температуры 1350 °C. Было
проведено допирование бората Ba3Y2B4O12 по формуле: Ba3Y2-
xErx(BO3)4 (х = 0.01, 0.05, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3).
Кристаллическая структура бората Ba3Y2B4O12 впервые
уточнена в анизотропном приближении методом
рентгеноструктурного анализа до значения R-фактора R = 0.037.
Оба бората кристаллизуются в ромб. синг., пр. гр. Pnma.
Параметры элементарной ячейки бората Ba3Eu2B4O12: a =
7.708(2), b = 16.614(6), c = 8.943(2) Å, V = 1145.3(4) Å3, а бората
Ba3Y2B4O12: a = 7.701(2), b = 16.517(5), c = 8.985(3) Å, V =
1143.0(4) Å3, Z = 4.
Кристаллические структуры данных боратов содержат
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.
Рассчитаны коэффициенты термического расширения в
широком интервале температур для Ba3Y2B4O12 и Ba3Eu2B4O12.
Коэффициенты термического расширения бората Ba3Eu2B4O12
при температуре 25 °С: αa = 14.1(2), αb = 6.0(7), αc = 12.4(1), αV =
32.5(3) × 10–6 °С–1, а бората Ba3Y2B4O12 при той же температуре:
αa = 10.5(9), αb = 13.0(1), αc = 12.9(5), αV = 36.4(5) × 10–6 °С–1.
Интересно, что на графиках зависимости параметров
элементарной ячейки от температуры бората Ba3Eu2B4O12
наблюдается изгиб при температуре приблизительно 600 °C. У
бората Ba3Y2B4O12 подобный изгиб происходит при температуре
приблизительно 700 °C.
Измерены спектры люминесценции, возбуждения
люминесценции и кинетические кривые серии твердых
растворов при помощи спектрофлуориметра Horiba Fluorolog-3.