Журнал неорганической химии, 2023, T. 68, № 5, стр. 603-612
Na5Rb7Sc2(WO4)9: Yb3+, Er3+: люминесцентные свойства и перспективы использования для бесконтактной термометрии
О. А. Липина a, Т. С. Спиридонова b, *, Я. В. Бакланова a, Е. Г. Хайкина b, c
a Институт химии твердого тела УрО РАН
620990 Екатеринбург, ул. Первомайская, 91, Россия
b Байкальский институт природопользования СО РАН
670047 Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6, Россия
c Бурятский государственный университет им. Доржи Банзарова
670000 Улан-Удэ, ул. Смолина, 24а, Россия
* E-mail: spiridonova-25@mail.ru
Поступила в редакцию 18.11.2022
После доработки 26.01.2023
Принята к публикации 31.01.2023
- EDN: SMUCYJ
- DOI: 10.31857/S0044457X22601973
Полные тексты статей выпуска доступны в ознакомительном режиме только авторизованным пользователям.
Аннотация
Исследованы спектрально-люминесцентные свойства тригональных твердых растворов Na5Rb7Sc1.95Yb0.05 –xErx(WO4)9 (x = 0.0025–0.0375) и Na5Rb7Sc2 – 5yYb2yEr3y(WO4)9 (y = 0.005–0.015) на основе тройного вольфрамата Na5Rb7Sc2(WO4)9, полученных по керамической технологии. Возбуждение порошков инфракрасным излучением лазерного модуля (λex = 980 нм, Pmax = 45 мВт/мм2) приводит к возникновению яркого свечения зеленого цвета. Наибольшая интенсивность полос в области 515–540 нм (2H11/2 → 4I15/2), 540–575 нм (4S3/2 → 4I15/2) и 645–680 нм (4F9/2 → 4I15/2) наблюдается для образца Na5Rb7Sc1.95Yb0.02Er0.03(WO4)9. Для данного состава изучены мощностные и температурные зависимости оптических характеристик, предложен механизм переноса энергии между оптическими центрами, определены координаты цветности. На основании полученных данных сделан вывод о возможности применения Na5Rb7Sc1.95Yb0.02Er0.03(WO4)9 в качестве материала для бесконтактной люминесцентной термометрии.
Полные тексты статей выпуска доступны в ознакомительном режиме только авторизованным пользователям.
Список литературы
Kaminskii A.A. // Laser Photon. Rev. 2007. V. 1. № 2. P. 93. https://doi.org/10.1002/lpor.200710008
Yu Y., Wu S., Zhu X. et al. // Opt. Mater. 2021. V. 111. P. 110653. https://doi.org/10.1016/j.optmat.2020.110653
Zhang L., Sun S., Lin Z. et al. // J. Lumin. 2018. V. 203. P. 676. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2018.07.016
Xiao B., Huang Y., Zhang L. et al. // PLoS ONE. 2012. V. 7. P. e40229. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0040229
Li H., Zhang L., Wang G. // J. Alloys Compd. 2009. V. 478. P. 484. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2008.11.079
Belli P., Bernabei R., Borovlev Yu.A. et al. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A. 2019. V. 935. P. 89. https://doi.org/10.1016/j.nima.2019.05.014
Barabash A.S., Belli P., Bernabei R. et al. // J. Instrumentation. 2011. V. 6. P08011. https://doi.org/10.1088/1748-0221/6/08/P08011
Isupov V.A. // Ferroelectrics. 2005. V. 321. P. 63. https://doi.org/10.1080/00150190500259699
Isupov V.A. // Ferroelectrics. 2005. V. 322. P. 83. https://doi.org/10.1080/00150190500315574
Lind C. // Materials. 2012. V. 5. P. 1125. https://doi.org/10.3390/ma5061125
Rahimi-Nasrabadi M., Pourmortazavi S.M., Ganjali M.R. et al. // J. Mater. Sci. Mater. Electron. 2016. V. 27. P. 12860. https://doi.org/10.1007/s10854-016-5421-5
Mishra S., Choudhary R.N.P., Parida S.K. // Ceram. Int. 2022. V. 48. P. 17020. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.02.257
Kaimieva O.S., Sabirova I.E., Buyanova E.S. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. P. 1348. [Каймиева О.С. Сабирова И.Э., Буянова Е.С. и др. / Журн. неорган. химии. 2022. Т. 67. P. 1211.]https://doi.org/10.1134/S0036023622090054
Muthamizh S., Suresh R., Giribabu K. et al. // J. Alloys Compd. 2015. V. 619. P. 601. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2014.09.049
Assis M., Tello A.C.M., Abud F.S.A. et al. // Appl. Surf. Sci. 2022. V. 600. P. 154081. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2022.154081
Huang B., Wang H., Liang S. et al. // Energy Stor. Mater. 2020. V. 32. P. 105. https://doi.org/10.1016/j.ensm.2020.07.014
Patil U., Khandare L., Late D.J. // Mater. Sci. Eng.: B. 2022. V. 284. P. 115874. https://doi.org/10.1016/j.mseb.2022.115874
Hosseinpour M., Abdoos H., Mirzaee O. et al. // Ceram. Int. 2023. V. 49. № 3. P. 4722. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.09.362
Bravina S.L., Morozovsky N.V., Solodovnikov S.F. et al. // J. Alloys Compd. 2015. V. 649. P. 635. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.07.137
Dkhilalli F., Megdiche Borchani S., Rasheed M. et al. // R. Soc. Open Sci. 2018. V. 5. P. 172214. https://doi.org/10.1098/rsos.172214
Durairajan A., Suresh Kumar J., Thangaraju D. et al. // Superlattices Microstruct. 2016. V. 93. P. 308. https://doi.org/10.1016/j.spmi.2016.03.025
Morozov V.A., Batuk D., Batuk M. et al. // Chem. Mater. 2017. V. 29. P. 8811. https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.7b03155
Morozov V., Deyneko D., Basovich O. et al. // Chem. Mater. 2018. V. 30. P. 4788. https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.8b02029
Keil Ja.-N., Paulsen Ch., Florian R. et al. // Dalton Trans. 2021. V. 50. P. 9225. https://doi.org/10.1039/d1dt00795e
Wei B., Liu Zh., Xie Ch. et al. // J. Mater. Chem. C. 2015. V. 3. P. 12322. https://doi.org/10.1039/C5TC03165F
Yang Y., Li F., Lu Y. et al. // J. Lumin. 2022. V. 251. P. 119234. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2022.119234
Zhang J., Jin C. // J. Alloys Compd. 2019. V. 783. P. 89. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.12.281
Yun R., He J., Luo L. et al. // Ceram. Int. 2021. V. 47. P. 16062. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.02.180
Lim Ch.S., Aleksandrovsky A., Molokeev M. et al. // J. Solid State Chem. 2015. V. 228. P. 160. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2015.04.032
Bin X., Lin Zh., Zhang L. et al. // PLoS One. 2012. V. 7. № 7. e40631. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0040631
Van der Ende B.M., Aarts L., Meijerink A. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2009. V. 11. P. 11081. https://doi.org/10.1039/B913877C
Khare A. // J. Alloys Compd. 2020. V. 821. P. 153214. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.153214
Xiang G.T., Liu X.T., Xia Q. et al. // Talanta. 2021. V. 224. P. 121832. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2020.121832
Rafique R., Baek S.H., Phan L.M.T. et al. // Mater. Sci. Eng. C. 2019. V. 99. P. 1067. https://doi.org/10.1016/j.msec.2019.02.046
Bai. X., Cun Y., Xu Z. et al. // Chem. Eng. J. 2022. V. 429. P. 132333. https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.132333
Brites C.D.S., Millán A., Carlos L.D. // Handb. Phys. Chem. Rare Earths. 2016. V. 49. P. 339. https://doi.org/10.1016/bs.hpcre.2016.03.005
Dramićanin M. Chapter 6 – Lanthanide and Transition Metal Ion Doped Materials for Luminescence Temperature Sensing in Luminescence Thermometry: Methods, Materials, and Applications, Woodhead Publishing Series in Electronic and Optical Materials. 2018. P. 113. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-102029-6.00006-3
Wu Y., Suo H., He D. et al. // Mater. Res. Bull. 2018. V. 106. P. 14. https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2018.05.019
Peng S., Lai F., Xiao Z. et al. // J. Lumin. 2022. V. 242. P. 118569. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2021.118569
Chen L., He K., Bai G. et al. // J. Alloys Compd. 2020. V. 846. P. 156425. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.156425
Zhang J., Chen J., Jin C. // J. Alloys Compd. 2020. V. 846. P. 156397. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.156397
Lipina O.A., Surat L.L., Chufarov A.Yu. et al. // Mendeleev Commun. 2021. V. 31. P. 113. https://doi.org/10.1016/j.mencom.2021.01.035
Lipina O.A., Surat L.L., Melentsova A.A. et al. // Phys. Solid State. 2021. V. 63. P. 1036. [Липина О.А., Сурат Л.Л., Меленцова А.А. и др. // ФТТ. 2021. Т. 63. С. 944.]https://doi.org/10.1134/S1063783421070143
Lim Ch.S., Atuchin V.V., Aleksandrovsky A.S. et al. // Mater. Lett. 2016. V. 181. P. 38. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2016.05.121
Zhou Y., Yan B., He X.-H. // J. Mater. Chem. C. 2014. V. 2. P. 848. https://doi.org/10.1039/c3tc31880j
Jain A., Ong Sh. P., Hautier G. et al. // APL Materials. 2013. V. 1. P. 011002. https://doi.org/10.1063/1.4812323
ICDD PDF-2 Data Base, Cards ## 01-074-2369, 01-073-2342, 01-089-4691
Rietveld H.M. // J. Appl. Crystallogr. 1969. V. 2. P. 65. https://doi.org/10.1107/S0021889869006558
Bruker AXS TOPAS V4: General profile and structure analysis software for powder diffraction data. User’s Manual. Bruker AXS, Karlsruhe, Germany. 2008.
Spiridonova T.S., Solodovnikov S.F., Molokeev M.S. et al. // J Solid State Chem. 2022. V. 305. P. 122638. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2021.122638
Spiridonova T.S., Savina A.A., Kovtunets E.V. et al. // Chimica Techno Acta. 2021. V. 8. P. 20218412. https://doi.org/10.15826/chimtech.2021.8.4.12
Basovich O.M., Uskova A.A., Solodovnikov S.F. et al. // Vest. Buryats Gos. Univ. Khim. Fiz. 2011. V. 3. P. 24. In Russian. [Басович О.М., Ускова А.А., Солодовников С.Ф. и др. // Вестник Бурятского государственного университета. 2011. Т. 3. С. 24.]
Khaikina E.G., Solodovnikov S.F., Basovich O.M. et al. // Chimica Techno Acta. 2015. V. 2. № 4. P. 356. https://doi.org/10.15826/chimtech.2015.2.4.032
Shannon R.D. // Acta Crystallogr. 1976. V. A32. P. 751. https://doi.org/10.1107/S0567739476001551
Huang L., Liu X., Hu W. et al. // J. Appl. Phys. 2001. V. 90. P. 5550. https://doi.org/10.1063/1.1413494
Singh S.K., Kumar K., Rai S.B. // Appl. Phys. B: Lasers Opt. 2009. V. 94. P. 165. https://doi.org/10.1007/s00340-008-3261-6
Singh S.K., Singh A.K., Kumar D. et al. // Appl. Phys. B: Lasers Opt. 2010. V. 98. P. 173. https://doi.org/10.1007/s00340-009-3711-9
Pokhrel M., Kumar G.A., Sardar D.K. // J. Mater. Chem. A. 2013. V. 1. P. 11595. https://doi.org/10.1039/C3TA12205K
Georgescu S., Voiculescu A.M., Matei C. et al. // Phys. B. 2013. V. 413. P. 55. https://doi.org/10.1016/j.physb.2012.12.045
Singh V., Rai V.K., Al-Shamery K. et al. // Spectrochim. Acta, Part A. 2013. V. 108. P. 141. https://doi.org/10.1016/j.saa.2013.01.073
Lipina O.A., Surat L.L., Tyutyunnik A.P. et al. // Opt. Mater. 2016. V. 61. P. 98. https://doi.org/10.1016/j.optmat.2016.05.031
Pollnau M., Gamelin D.R., Lüthi S.R. et al. // Phys. Rev. B. 2020. V. 61. P. 3337.
Auzel F. // C.R. Acad. Sci. 1966. V. 263. P. 819.
Anderson R.B., Smith S.J., May P.S. et al. // J. Phys. Chem. Lett. 2014. V. 5. P. 36. https://doi.org/10.1021/jz402366r
McCamy C.S. // Color Res. Appl. 1992. V. 17. P. 142. https://doi.org/10.1002/col.5080170211
Kelly K.L. // J. Opt. Soc. Am. 1943. V. 33. P. 627. https://doi.org/10.1364/JOSA.33.000627
Дополнительные материалы отсутствуют.
Инструменты
Журнал неорганической химии