Поиск новых высокоэффективных люминофоров в системе REE2O3–BaO–B2O3
на сегодняшний день является актуальной задачей. Допированные бораты этой
системы являются хорошими люминофорами для применения в LED дисплеях [1].
При медленном охлаждении от температуры 1350 °C были получены монокристаллы боратов Ba3Eu2B4O12 и Ba3Y2B4O12, относящихся к семейству A3REE2(BO3)4, где A = Ca, Sr, Ba, а REE = Y, Ln, Bi [1–5]. Также 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 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. При температуре приблизительно 600 °C происходит изгиб на зависимости параметров элементарной ячейки от температуры. Коэффициенты термического расширения бората Ba3Y2B4O12 при температуре 25 °С: αa = 10.5(9), αb = 13.0(1), αc = 12.9(5), αV = 36.4(5) × 10–6 °С–1. При температуре приблизительно 700 °C также происходит изгиб на зависимости параметров элементарной ячейки от температуры.
Спектры люминесценции, возбуждения люминесценции и кинетические кривые измерялись при помощи спектрофлуориметра Horiba Fluorolog-3. Узкие полосы в спектральной области 350–550 нм соответствуют прямому возбуждению ионов эрбия. Широкая полоса в области 300–350 нм – накачка через матрицу.
