Спектрально-люминесцентные свойства тербийсодержащих циркономолибдатов

Аннотация

К настоящему времени всесторонне изучены двойные молибдаты одно- и четырёхвалентных элементов, достаточно полно исследованы системы с молибдатами одно- и трёхвалентных элементов. Некоторые материалы на основе двойных молибдатов, например, содержащие лантаниды, являются перспективными для лазерной техники и электроники. Между тем, сведения о свойствах, особенно оптических, у молибдатов, содержащих редкоземельные элементы и цирконий, ограничены. Целью данной работы являлось исследование люминесцентных свойств самоактивированных тербийсодержащих циркономолибдатов составов Tb₂Zr₃(MoO₄)₉ (1:3) и Tb₂Zr(MoO₄)₅ (1:1),
кристаллизующихся в двух разных структурных типах.
Порошковые образцы исследуемых молибдатов синтезированы керамической технологией. В работе использованы методы измерения спектров поглощения, возбуждения и люминесценции с помощью спектрофотометра Perkin Elmer Lambda 950. Люминесценция возбуждалась ксеноновой лампой ДКСШ-250 мощностью 250 Вт через монохроматор МДР-2 и регистрировалась с помощью двойного монохроматора СДЛ-1 с решеткой 600 штрихов/мм. В работе исследованы оптические свойства новых циркономолибдатов, содержащих ионы Tb³⁺. В них обнаружена яркая люминесценция в зелёной области спектра, обусловленная переходами внутри 4f^- оболочки редкоземельного иона Tb³⁺, возбуждающегося как в полосах, связанных с 4f–4f переходами, так и в полосе с переносом заряда.
Идентифицированы наблюдаемые спектральные линии и полосы люминесценции и возбуждения.
Показано, что положение широкой полосы возбуждения, связанное с переходами «с переносом заряда» от O^2– в группах MoO⁴_2– через связи Mo–O к люминесцентным центрам (Tb³⁺), не зависит от структуры матрицы. Структура и интенсивность наблюдаемых спектральных линий,  свидетельствующие о низкой симметрии кристаллического окружения Tb³⁺, коррелируют с данными структурного анализа. Полученные в работе результаты могут быть использованы при создании перспективных люминофоров в зеленой области спектра при ультрафиолетовом
возбуждении.

ЛИТЕРАТУРА

1. Софич Д. О., Доржиева С. Г., Чимитова О. Д., Базаров Б. Г., Тушинова Ю. Л., Базарова Ж. Г., Шендрик Р. Ю. Гиперчувствительный переход 5D0−7F2 трехвалентного европия в двойных молибдатах.
Изв. РАН, Сер. физич. 2019;83(3): 384–387. DOI: https://doi.org/10.1134/S0367676519030220
2. Sofi ch D., Tushinova Yu. L., Shendrik R., Bazarov B. G., Dorzhieva S. G., Chimitova O. D., Bazarova
J. G. Optical spectroscopy of molybdates with composition Ln2Zr3(MoO4)9 (Ln: Eu, Tb). Opt. Mater. 2018;81:
71–77. DOI: https://doi.org/10.1016/j.optmat.2018.05.028
3. Софич Д., Доржиева С. Г., Чимитова О. Д., Базаров Б. Г., Ю.Л. Тушинова Ю. Л., Базарова Ж. Г.,
Шендрик Р. Ю. Люминесценция ионов Pr3+ и Nd3+ в двойных молибдатах. ФТТ. 2019;61(5): 943–945.
DOI: https://doi.org/10.21883/FTT.2019.05.47598.35F
4. Доржиева С. Г., Тушинова Ю. Л., Базаров Б. Г., Непомнящих А. И., Шендрик Р. Ю, Базарова Ж. Г.
Люминесценция Ln-Zr-содержащих молибдатов. Изв. РАН. Сер. физич. 2015;79(2): 300–303.
DOI: https://doi.org/10.7868/S0367676515020076
5. Baur F., Justel Th. New red-emitting phosphor La2Zr3(MoO4)9:Eu3+ and the infl uence of host absorption
on its luminescence effi ciency. Aust. J. Chem. 2015;68(11): 1727–1734. DOI: https://doi.org/10.1071/CH15268
6. Qi S., Huang Y., Cheng H., Seo H. J. Luminescence and application of red-emitting phosphors of Eu3+-
activated R2Zr3(MoO4)9 (R = La, Sm, Gd). Electron. Mater. Lett. 2016;12(1): 171–177. DOI: https://doi.org/10.1007/s13391-015-5244-1
7. Базарова Ж. Г., Тушинова Ю. Л., Базаров Б. Г., Доржиева С. Г. Двойные молибдаты редкоземель-
ных элементов и циркония. Изв. АН. Сер. химич. 2017;(4): 587–592. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=29112631
8. Клевцова Р. Ф., Солодовников С. Ф., Тушинова Ю. Л., Базаров Б. Г., Глинская Л. А., Базарова Ж. Г.
Новый тип смешанного каркаса в кристаллической структуре двойного молибдата Nd2Zr3(MoO4)9. ЖСХ. 2000;41(2): 343–348. Режим доступа: https://jsc.niic.nsc.ru/article/15321/
9. Базаров Б. Г., Гроссман В. Г., Клевцова Р. Ф., Аншиц А. Г., Верещагина Т. А., Глинская Л. А., Тушинова Ю. Л., Федоров К. Н., Базарова Ж. Г. Кристаллическая структура двойного молибдата
Pr2Hf3(MoO4)9. ЖСХ. 2009;50(3): 567–571. режим доступа: https://www.sibran.ru/upload/iblock/a76/a769f642103101e559f4b38d5805319e.pdf
10. Grossman V. G., Bazarov B. G., Bazarova T. T., Bazarova J. G., Glinskaya L. A., Temuujin J. Phase
equilibria in the Tl2MoO4 – Ho2(MoO4)3 – Zr(MoO4)2 system and the crystal structure of Ho2Zr2(MoO4)7 and
TlHoZr0.5(MoO4)4. J. Ceram. Process. Research. 2017;18(12): 875–881.
11. Bazarov B. G., Bazarova J. G., Tushinova Y. L., Solovyov L. A., Dorzhieva S. G., Surenjav E., Temuujin
J. A new double molybdate of erbium and zirconium, its crystalline structure and properties. J. Alloys
Compd. 2017;701: 750–753. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2017.01.173
12. Bunuel M. A., Lozano L., Chaminade J. P., Moine B., Jacquier B. Optical properties of Tb3+-doped
Rb2KInF6 elpasolite. Opt. Mater. 1999;13(2): 211–223.
DOI: https://doi.org/10.1016/S0925-3467(98)00085-8
13. Gupta S. K., Ghosh P. S., Yadav A. K., Pathak N., Arya A., Jha S. N., Bhattacharyya D., Kadam R. M.
Luminescence properties of SrZrO3/Tb3+ perovskite: host-dopant energytransfer dynamics and local structure of Tb3+. Inorg. Сhem. 2016;55(4): 1728–1740. DOI:
https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.5b02639