TY - CONF

T1 - ТЕРМИЧЕСКОЕ РАСШИРЕНИЕ, КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ БОРАТОВ Ba3Eu2(BO3)4 И Ba3Y2(BO3)4:Er3+

AU - Демина, Софья Владимировна

AU - Шаблинский, Андрей Павлович

AU - Бубнова, Римма Сергеевна

AU - Бирюков, Я.П.

AU - Поволоцкий, Алексей Валерьевич

AU - Колесников, Илья Евгеньевич

AU - Филатов, Станислав Константинович

PY - 2021/9/23

Y1 - 2021/9/23

N2 - Бораты щелочноземельных и редкоземельных элементов находят широкое применение в современной технике благодаря ряду преимуществ, таких как большое количество новых соединений, получаемых из-за большого разнообразия групп B–O, относительно низких температур синтеза, широкой области прозрачности в УФ и видимом диапазонах, высокого порога оптического повреждения и высокой эффективности люминесценции при допировании редкоземельными ионами. Бораты имеют широкое применение в качестве матриц для люминофоров, рабочих тел и нелинейно-оптических кристаллов для лазеров, а также в оптоэлектронных системах и устройствах благодаря их свойствам. В качестве люминофоров бораты применяются в LED дисплеях, лазерах, сцинтилляторах для детекторов излучения. Разработка нового поколения источников света требует разработки новых люминофоров. Соответственно, можно заключить, что поиск новых люминофоров среди редкоземельных элементов является актуальной задачей на сегодняшний день. 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) [Mil et al., 1998; Li et al., 2004; Pan et al., 2006; Li et al., 2008].Бораты Ba3Y2(BO3)4 и Ba3Eu2(BO3)4, а также серия твердых растворов: Ba3Y2-xErx(BO3)4 (х = 0.01, 0.05, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3) 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 значения R-фактора 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. Кристаллические структуры 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. Методом порошковой терморентгенографии рассчитаны коэффициенты термического расширения в широком интервале температур. При температуре 25 °С αa = 14.1(2), αb = 6.0(7), αc = 12.4(1), αV = 32.5(3) × 10–6 °С–1; αa = 10.5(9), αb = 13.0(1), αc = 12.9(5), αV =36.4(5) × 10–6 °С–1 для боратов Ba3Eu2(BO3)4 и Ba3Y2(BO3)4 соответственно. У бората Ba3Eu2(BO3)4 в температурном интервале приблизительно 500-640°С на графиках зависимости параметров элементарной ячейки от температуры наблюдается изгиб. Для бората Ba3Y2(BO3)4 подобный изгиб также наблюдается в температурном интервале приблизительно 600-640 °С. Полученные данные были сопоставлены с литературными данными [Volkov et al., 2013; Shablinskii et al., 2013]. 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 [Kosyl et al., 2020]. Также в данной работе высказано предположение о различиях в заселенностях позиций М1, М2, М3 для боратов семейства A3M2(BO3)4 (A = Ca, Sr, Ba, M = Ln, Y, Bi).

AB - Бораты щелочноземельных и редкоземельных элементов находят широкое применение в современной технике благодаря ряду преимуществ, таких как большое количество новых соединений, получаемых из-за большого разнообразия групп B–O, относительно низких температур синтеза, широкой области прозрачности в УФ и видимом диапазонах, высокого порога оптического повреждения и высокой эффективности люминесценции при допировании редкоземельными ионами. Бораты имеют широкое применение в качестве матриц для люминофоров, рабочих тел и нелинейно-оптических кристаллов для лазеров, а также в оптоэлектронных системах и устройствах благодаря их свойствам. В качестве люминофоров бораты применяются в LED дисплеях, лазерах, сцинтилляторах для детекторов излучения. Разработка нового поколения источников света требует разработки новых люминофоров. Соответственно, можно заключить, что поиск новых люминофоров среди редкоземельных элементов является актуальной задачей на сегодняшний день. 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) [Mil et al., 1998; Li et al., 2004; Pan et al., 2006; Li et al., 2008].Бораты Ba3Y2(BO3)4 и Ba3Eu2(BO3)4, а также серия твердых растворов: Ba3Y2-xErx(BO3)4 (х = 0.01, 0.05, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3) 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 значения R-фактора 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. Кристаллические структуры 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. Методом порошковой терморентгенографии рассчитаны коэффициенты термического расширения в широком интервале температур. При температуре 25 °С αa = 14.1(2), αb = 6.0(7), αc = 12.4(1), αV = 32.5(3) × 10–6 °С–1; αa = 10.5(9), αb = 13.0(1), αc = 12.9(5), αV =36.4(5) × 10–6 °С–1 для боратов Ba3Eu2(BO3)4 и Ba3Y2(BO3)4 соответственно. У бората Ba3Eu2(BO3)4 в температурном интервале приблизительно 500-640°С на графиках зависимости параметров элементарной ячейки от температуры наблюдается изгиб. Для бората Ba3Y2(BO3)4 подобный изгиб также наблюдается в температурном интервале приблизительно 600-640 °С. Полученные данные были сопоставлены с литературными данными [Volkov et al., 2013; Shablinskii et al., 2013]. 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 [Kosyl et al., 2020]. Также в данной работе высказано предположение о различиях в заселенностях позиций М1, М2, М3 для боратов семейства A3M2(BO3)4 (A = Ca, Sr, Ba, M = Ln, Y, Bi).

M3 - тезисы

SP - 50

EP - 51

T2 - КРИСТАЛЛОХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СОЗДАНИЯ НОВЫХ МАТЕРИАЛОВ:<br/>ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА

Y2 - 23 September 2021

ER -