1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Неорганические материалы
  4. T. 59, № 9, 2023

Неорганические материалы, 2023, T. 59, № 9, стр. 1004-1009

Термостимулированная люминесценция вольфрамата кальция с вакансиями кислорода

Е. В. Соколенко 1, *, Е. С. Буянова 2, З. А. Михайловская 2, 3, Г. В. Слюсарев 1

1 Cеверо-Кавказский федеральный университет
355017 Ставрополь, ул. Пушкина, 1, Россия

2 Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина
620002 Екатеринбург, ул. Мира, 19, Россия

3 Институт геологии и геохимии им. академика А.Н. Заварицкого УрO Российской академии наук
620016 Екатеринбург, ул. Академика Вонсовского, 15, Россия

* E-mail: sokolenko-ev-svis@rambler.ru

Поступила в редакцию 10.04.2023
После доработки 13.09.2023
Принята к публикации 14.09.2023

Аннотация

Из первых принципов выполнены квантово-химические расчеты электронной структуры чистого CaWO4 и CaWO4, содержащего кислородные вакансии. Вычисленные значения сравнивали со значениями, полученными из экспериментальных кривых термостимулированной люминесценции. Влияние вакансий и разупорядочения структуры отражается в появлении дополнительных уровней в запрещенной зоне.

Ключевые слова: шеелит, дефекты решетки, DOS, ТСЛ

Список литературы

  1. Spassky D., Mikhailin V., Nazarov M., Ahmad-Fauzi M.N., Zhbanov A. Luminescence and Energy Transfer Mechanisms in CaWO4 Single Crystals // J. Lumin. 2012. V. 132. P. 2753–2762. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2012.05.028

  2. Ninkovic J., Angloher G., Bucci C., Cozzini C., Frank T., Hauff D., Kraus H., Majorovits B., Mikhailik V., Petricca F., Pröbst F., Ramachers Y., Rau W., Seidel W., Uchaikin S. CaWO4 Crystals as Scintillators for Cryogenic Dark Matter Search // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. A. 2005. V. 537. P. 339–343. https://doi.org/10.1016/j.nima.2004.08.039

  3. Michail C., Valais I., Fountos G., Bakas A., Fountzoula C., Kalyvas N., Karabotsos A., Sianoudis I., Kandarakis I. Luminescence Efficiency of Calcium Tungstate (CaWO4) under X-ray Radiation: Comparison with Gd2O2S:Tb // Meas. 2018. V. 120. P. 213–220. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2018.02.027

  4. Mikhailik V.B., Kraus H., Miller G., Mykhaylyk M.S., Wahl D. Luminescence of CaWO4, CaMoO4, and Z-nWO4 Scintillating Crystals under Different Excitations // J. Appl. Phys. 2005. V. 97. P. 083523-1–083535-8. https://doi.org/10.1063/1.1872198

  5. Mork V., Namozov B., Yaroshev1ch N. Complex Oxides: Electron Excitations and their Relaxation // Radiat. Meas. 1995. V. 24. № 4. P. 371–374.

  6. Li Y., Sun L., Wang Z., Wang S., Liu X., Wang Y. Investigation of Oxygen Vacancy and Photoluminescence in Calcium Tungstate Nanophosphors with Different Particle Sizes // Mater. Res. Bull. 2014. V. 50. P. 36–41. https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2013.10.022

  7. Du P., Wu S., Yu J.S. Synthesis, Electronic Structure and Luminescence Properties of Color-Controllable Dy3+/Eu3+-Codoped CaWO4 Phosphors // J. Lumin. 2016. V. 173. P. 192–198. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2015.12.014

  8. Evarestov R.A., Kalinko A., Kuzmin A., Losev M., Purans J. First-Principles LCAO Calculations on 5d Transition Metal Oxides: Electronic and Phonon Properties // Integr. Ferroelectr. 2009. V. 108. P. 1–10. https://doi.org/10.1080/10584580903323990

  9. Shao Z., Zhang Q., Liu T., Chen J. First-Principles Study on the Electronic Structure of CaWO4 Crystals Containing the F-Type Centers // Solid State Commun. 2008. V. 146. P. 258–260. https://doi.org/10.1016/j.ssc.2008.02.014

  10. Shao Z., Zhang Q., Liu T., Chen J. Computer Study of Intrinsic Defects in CaWO4 // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. B. 2008. V. 266. P. 797–801. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2008.01.018

  11. Shao Z., Zhang Q., Liu T. First-principles Study on Electronic Structure and Absorption Spectra for the CaWO4 Crystal with Oxygen Vacancy // Comput. Mater. Sci. 2008. V. 43. P. 1018–1021. https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2008.02.013

  12. Afanasiev P. Non-Aqueous Metathesis as a General Approach to Prepare Nanodispersed Materials: Case Study of Scheelites // J. Solid State Chem. 2015. V. 229. P. 112–123. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2015.05.006

  13. Carvalho I.P., Lima A.F., Lalic M.V. Theoretical Study of Electronic and Optical Properties of the Scheelite MWO4 (M = Ca, Sr or Ba) Compounds by Applying the Modified Becke-Johnson Exchange-correlation Potential // Opt. Mater. 2019. V. 92. P. 187–194. https://doi.org/10.1016/j.optmat.2019.04.026

  14. Orhan E., Anicete-Santos M., Maurera M.A.M.A., Pontes F.M., Souza A.G., Andrės J., Beltrán A., Varela J.A., Pizani P.S., Taft C.A., Longo E. Towards an Insight on the Photoluminescence of Disordered CaWO4 from a Joint Experimental and Theoretical Analysis // J. Solid State Chem. 2005. V. 178. P. 1284–1291. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2004.12.038

  15. Treadway M.J., Powell R.C. Luminescence of Calcium Tungstate Crystals // J. Chem. Phys. 1974. V. 61. P. 4003–4011. https://doi.org/10.1063/1.1681693

  16. Murk V., Nikl M., Mihokova E., Nitsch K. A Study of Electron Excitations in CaWO4 and PbWO4 Single Crystals // J. Phys. Condens. Matter. 1997. V. 9. P. 249–256. https://doi.org/10.1088/0953-8984/9/1/026

  17. Mikhailik V.B., Kraus H., Wahl D., Itoh M., Koike M., Bailiff I.K. One- and Two-Photon Excited Luminescence and Band-Gap Assignment in CaWO4 // Phys. Rev. B. 2004. V. 69. P. 205110.

  18. Gouveia A.F., Assis M., Ribeiro L.K., Lima A.E.B., de Oliveira Gomes E., Souza D., Galvao Y.G., Rosa I.L.V., da Luz Jr. G.E., Guillamon E., Longo E., Andres J., San-Miguel M.A. Photoluminescence Emissions of Ca1–xW-O4:xEu3+: Bridging between Experiment and DFT Calculations // J. Rare Earths. 2022. V. 40. P. 1527–1534. https://doi.org/10.1016/j.jre.2021.08.023

  19. Giannozzi P. et al. QUANTUM ESPRESSO: a Modular and Opensource Software Project for Quantum Simulations of Materials // J. Phys.: Condens. Matter. 2009. V. 21. P. 395502. https://doi.org/10.1088/0953-8984/21/39/395502

  20. Fletcher R. Practical Methods of Optimization. N. Y.: Wiley, 1987.

  21. Синельников Б.М., Соколенко Е.В., Звеков В.Ю. Природа центров “зеленой” люминесценции в шеелите // Неорган. материалы. 1996. Т. 32. № 9. С. 1139–1141.

  22. Соколенко Е.В., Жуковский В.М., Буянова Е.С., Краснобаев Я.А. Люминесцентные свойства разупорядоченных кислородом вольфраматов со структурой шеелита: II. Термолюминесценция // Неорган. материалы. 1998. Т. 34. № 5. С. 616–618.

  23. Blistanov A.A., Zakutaǐlov K.V., Ivanov M.A., Kvyat E.V., Klassen A.V., Kochurikhin V.V., Yakimova I.O. Defects in Calcium Tungstate Crystals // Cryst. Rep. 2006. V. 51. № 4. P. 661–663. https://doi.org/10.1134/S1063774506040201

  24. Murk V., Nikl M., Mihokova E., Nitsch K. A Study of Electron Excitations in CaWO4 and PbWO4 Single Crystals // J. Phys.: Condens. Matter. 1997. V. 9. P. 249–256.

  25. Christofilos D., Ves S., Kourouklis G. Pressure Induced Phase Transitions in Alkaline Earth Tungstates A // Phys. Status Solidi B. 1996. V. 198. P. 539–544.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Неорганические материалы

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал