Каскадная эмиссия фотонов в люминофорах и стереоатомный анализ

Изучение кристаллических фторидов, кислородосодержащих соединений, активированных ионами празеодима. Определение степени сферичности полиэдра Вороного-Дирихле. Химические соединения, демонстрирующие каскадную люминесценцию. Эмиссия фотонов в люминофорах.

Рубрика Химия
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 29.04.2017
Размер файла 137,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кубанский государственный университет, Краснодар, Россия

Каскадная эмиссия фотонов в люминофорах и стереоатомный анализ

Исаев Владислав Андреевич

Копытов Геннадий Филиппович

ЛебедевАндрей Валерьевич

Плаутский Павел Геннадьевич

Аннотация

эмиссия фотон ион люминесценция

Для ряда кристаллических фторидов и кислородосодержащих соединений, активированных ионами празеодима выявлена связь степени сферичности полиэдра Вороного-Дирихле G3 с возможностью того или иного соединения демонстрировать первую ступень каскадной люминесценции ионов Pr3+. Установлено, что у соединений LaZr3F15 и BaSiF6, демонстрирующих каскадную люминесценцию, с уровнем 1So расположенным ниже дна 5d-зоны, значение параметра G3 наименьшее среди исследуемых соединений.

Ключевые слова: люминофор, каскадная люминесценция, празеодим, стереометрия, лиганд

Annotation

Cascade photon emission in luminophores and stereoatomic analysis

Isaev Vladislav Andreevich

Kopytov Gennadiy Filippovich

Lebedev Andrey Valeryevich

Plautskiy Pavel Gennadyevich

Kuban State University, Krasnodar, Russia

The relation between degree of sphericity of the Voronoi-Dirichlet's polyhedron G3 and the ability to demonstrate the first stage of the cascade luminescence of Pr3+ for several crystalline fluorides and oxygen-containing compounds was revealed. It was found that LaZr3F15 and BaSiF6, with energy level 1S0 located below the bottom of 5d-band, which demonstrate cascade luminescence have the smallest value of G3 among investigated compounds

Keywords: luminophor, cascade luminescence,praseodymium, solid stereometry, ligand

Большое значение для развития квантовой электроники и ее многочисленных ответвлений имеет поиск и детальное исследование новых перспективных материалов, обладающих совокупностью заданных оптических, спектрально-люминесцентных и физико-химических свойств, позволяющих, с одной стороны, значительно улучшить параметры существующих устройств, а с другой - создать элементы принципиально нового типа. Получение материалов с необходимыми свойствами требует изучения фазовых диаграмм, разработку способов синтеза и роста, исследования различных свойств, что приводит к значительным финансовым и временным затратам. Поэтому принципиальное значение приобретают работы, направленные на разработку методов прогнозирования материалов с необходимым набором свойств.

Повышенный интерес к люминофорам и рост исследовательской деятельности в этом направление объясняется возрастающим год от года техническим значением их в различных областях науки и техники. Наиболее широкое применение в последние годы получили люминесцентные лампы дневного света, в которых осуществляется преобразование ультрафиолетового излучения от ртутного разряда в видимое излучение люминофором, нанесенным на внутреннюю поверхность стеклянной трубки. Однако в связи с тем, что в люминесцентных лампах присутствует ртуть, что делает их экологически вредными как при производстве, так и в утилизации, наметилась тенденция к замене ртути в люминесцентных лампах. Кроме того, давление паров ртути при комнатной температуре недостаточно высокое, вследствие чего устойчивое горение лампы происходит не сразу же после включения, что крайне нежелательно для ламп дневного света и делает невозможным использование ртутного разряда в панелях плазменных дисплеев. Альтернативой ртути были предложены благородные газы, в частности смесь газов неона и ксенона. Однако простая замена ртутного разряда на ксеноновый разряд невозможна, так как спектры возбуждения люминофоров, разработанных для ртутного разряда не согласуются со спектром излучения Ne-Xe-разряда, максимум полосы излучения которого приходится на 170 нм, что значительно короче длины волны ртутного разряда = 254 нм. Это обстоятельство выдвигает более жесткие требования к люминофорам для ламп с Ne-Xe-разрядом, так как прямое преобразование одного кванта света с длиной волны 170 нм в квант видимого излучения с 510 нм энергетически не эффективно. Энергетический выход при получении одного кванта видимого диапазона при возбуждении одним квантом вакуумного ультрафиолета очень мал (предел составляет 27%). Проведенные исследования показали, что такой эффект может быть достигнут в кристаллических средах, активированных ионами празеодима. Однако для наблюдения так называемой каскадной люминесценции, когда возбужденный в высокоэнергетическое состояние ион переходит в основное состояние, излучая два фотона видимого диапазона, необходимо, чтобы 1So - уровень Pr3+ был расположен ниже дна 5d-зоны. Так как радиальное распределение 5d-орбиталей выходит за рамки 5s26р6-оболочек, то положение 5d-уровней весьма чувствительно к кристаллическому полю, т.е. к химической природе лигандов и их координации вокруг иона Pr3+. В связи с этим особое значение приобретают научно-исследовательские работы, направленные на изучение спектрально-люминесцентных и структурных свойств широкого круга неорганических материалов с целью выявления закономерностей формирования структуры энергетических уровней.

Применение кристаллохимического подхода, основанного на установлении связи состав-структура-свойство, позволяет сократить путь от соединения к материалу, пригодному для изготовления оптических элементов приборов и устройств. Однако в рамках классической кристаллохимии атомы в кристаллах рассматриваются как жесткие сферы определенного радиуса. Соотношение шаров различного радиуса определяется химическим и стереохимическим составом вещества. При этом атомам одного и того же химического элемента приписывается не одно, а несколько значений кристаллохимических радиусов, соответствующих разным типам связи. Анализ распределения электронной плотности вокруг атомов показывает, что области пространства, отвечающие в структуре кристаллов отдельным атомам, напоминает многогранник. Приближением, которое позволяет установить форму этого многогранника, является метод полиэдров Вороного-Дирихле. Характеристики полиэдров Вороного-Дирихле в сочетании с методом пересекающихся сфер позволяют расширить область применения кристаллохимического подхода для выявления закономерностей состав-структура-свойство.

Полиэдр Вороного-Дирихле любого атома в структуре некоторого кристалла можно охарактеризовать следующими важнейшими параметрами [1, 2]: VПВД - объем полиэдра; RСД - радиус сферы, объем которой равен объему полиэдра Вороного-Дирихле; Nf - число граней полиэдра; DA - смещение ядра атома из геометрического центра тяжести его полиэдра Вороного-Дирихле; G3 - безразмерная величина второго момента полиэдра Вороного-Дирихле, характеризующая степень его сферичности. Последняя величина вычисляется по формуле:

, (1)

Z - число базисных атомов в элементарной ячейке;

ri - расстояние от точки полиэдра Вороного-Дирихле до соответствующего ему атома pi.

Синтез и спектрально-люминесцентные исследования фторидных и кислородосодержащих люминофоров

В работах[3-13,14]сообщается о синтезе и проведенных исследованиях спектров люминесценции следующих кристаллических фторидов и сложных оксидов, активированных ионами Pr3+: СaSO4, BaSO4, SrSO4, SrAl12O19, LaAlO3, SrB4O7, LaMgAl11O19, YAlO3, Y2SiO5, LiSrAlF6, SrAlF5, SrF2, SrClF, LaF3, YF3, KMgF3, LaZr3F15, BaSiF6, SrB4O7, СaSO4, SrSO4, BaSO4, BaF2 и LaZr3F15. Большая часть из них была синтезирована на кафедре экспериментальной физики КубГУ.

Спектрально-люминесцентные измерения выполнялись на комплексе, блок-схема которого содержит рентгеновскую трубку, монохроматор и регистратор. Люминесценция возбуждалась рентгеновским излучением (35 кВ, 25 мА) и регистрировалась в диапазоне 200 - 750 нм.

Излучение рентгеновской трубки направлялось на образец. Люминесцентное излучение через входную щель монохроматора МДР-23 направлялось на дифракционную решетку (число штрихов на миллиметр-1200, рабочая область 200-1000 нанометров). Из выходной щели монохроматора излучение попадало на ФЭУ-100. Затем электрический сигнал через АЦП подавался на ЭВМ.

Съемка спектров люминесценции осуществлялась при комнатной температуре. На рисунке 1 приведен спектр люминесценции Y1-хPrxAlO3.

Как видно из спектра люминесценции, в ультрафиолетовой области преобладает широкая структурная полоса люминесценции в области 250-350 нм (эта полоса связана с межконфигурационными 5d > 4f переходами Рг3+). В видимой области спектра наблюдаются линии, которые соответствуют переходам 3Р0>3Н4 (486 нм), 3Р0>3F (вблизи 600 нм).

Рисунок 1 Спектр люминесценции Y1-хPrxAlO3

Каскадная люминесценция регистрировалась в LiSrAlF6: Рг3+ (рис. 2). Линии 403 и 487 нм принадлежат 1S0 > 1I6 и 3Р0 > 3Н4 переходам соответственно. В УФ области спектра присутствуют также слабые линии, за которые ответственны переходы с 1S0-уровня на 3F4 (248 нм), 1G4 (268 нм) и 1D2 (330 нм). Длинноволновые линии вблизи 600 нм принадлежат переходам с уровня 3Р0 на уровни 3F-терма.

Рисунок 2 Спектр люминесценции LiSrAlF6: Рг3+

Спектр люминесценции SrFCl: Рг3+ (рис. 3) представлен широкой полосой в УФ-области с л= 310 нм и линиями в видимой, которые соответствуют переходам и 3Р0 > 3Н4 (486 нм), 3Р0>3F (вблизи 600 нм).

Рисунок 3 Спектр люминесценции SrFCl: Рг3+

Полученный в результате исследований спектр люминесценции (рисунок 4) LaF3: Рг3+ отличается от спектра, приведенного в [15].

Рисунок 4 Спектр люминесценции LaF3: Рг3+

Отличие спектров объясняется тем, что на рис.4 представлен спектр люминесценции Рг3+ при его концентрации 1 моль. %, а на рис. 2 - при концентрации 0.1 моль. %. Таким образом, наблюдается концентрационная зависимость интенсивности перехода 1S0 > 1I6 в LaF3: Рг3+.

Положение нижнего 5d-уровня относительно основного состояния 3H4 иона Pr3+ в различных кристаллических матрицах

Метод оценки положения нижнего 5d-уровня относительно основного состояния 3H4 иона Pr3+ в различных кристаллических матрицах был предложен в работах [16-19]. Этот метод основан на выявленной корреляции между положением 5d-уровня иона Ce3+ и расположением этого уровня для ионов Ln3+ других лантаноидов. Согласно [17], энергетический зазор между основным f-состоянием и нижним d-состоянием произвольного трехвалентного иона редкоземельного элемента может быть рассчитан по соотношению:

, (2)

где 49340 см-1 - энергия перехода 2F5/2,4f>5dmin в свободном ионе Ce3+; D(A) - величина «красного сдвига», характеризующая силу кристаллического поля в данном соединении А; ДELn,Ce - разность между энергиями d>f-переходов в ионах Ln3+ по сравнению с переходом для Ce3+ (экспериментальные данные). Обобщение опытных спектральных данных для ионов Ce3+ и Pr3+ среди 450 кристаллов позволило автору [17] сделать вывод о том, что разность энергий ДEPr,Ce переходов 3H4,4f>5dmin в ионе Pr3+ и 2F5/2,4f>5dmin в ионе Ce3+ для различных матриц остается практически постоянной и составляет 12240 ± 750 см-1. Таким образом, уравнение (2) для иона празеодима можно переписать в виде:

(3)

Уравнение (3) по величине «красного сдвига» D(A) позволяет определить положение 5d-уровня относительно основного состояния 3H4 иона Pr3+ в различных кристаллических матрицах и выделить из них перспективные для регистрации 1S0-люминесценции. С учетом того, что положение 1S0-уровня относительно основного состояния 3H4 иона Pr3+ составляет 46730 см-1, для выполнения условий (2) или (3) необходимо, чтобы D(A) не превышало 14850 см-1.

Анализ экспериментальных данных позволил авторам уточнить соотношение (3), в котором не был учтен Стоксов сдвиг, который в основном определяется свойствами лигандов. С учетом Стоксова сдвига уравнение (3) принимает вид:

(4)

Таким образом, для наблюдения 1S0-люминесценции необходимо, чтобы величина (D(A)+ДS) не превышала 14850 см-1.

Стереоатомный анализ структуры исследуемых соединений

Прежде чем перейти непосредственно к стереоатомному анализу структуры исследуемых соединений, определим особенности окружения атомов Pr атомами фтора и кислорода. Анализ 27 соединений, для которых имеются структурные данные в базах для неорганических соединений [20] показал, что по отношению к атомам фтора атомы празеодима проявляют координационные числа от 6 до 12. Причем наиболее характерными являются координационные числа 9 (37.5%), 8 (31.3 %) и 10 (18.8 %). Полиэдры Вороного-Дирихле большинства атомов Pr искажены, что хорошо согласуется с низкой сайт-симметрией позиций, чаще всего занимаемых атомами металла - C1, Cs и C2. Объем полиэдров изменяется незначительно в пределах от 11.110 до 12.658 Е3. Степень искажения координационной сферы можно оценить с помощью безразмерного параметра G3, характеризующего степень сферичности полиэдра Вороного-Дирихле. Его увеличение (т.е. увеличение отклонения от сферичности), согласно [21], ведет к преимущественной направленности (ковалентности) химической связи Pr-F. В нашем случае G3 изменяется от 7.73*10-3 для PrN0.37F1.93 до 8.289*10-3 для Pr2SbO5F.

Соединение PrN0.37F1.93 представляет интерес, т.к. его структурные свойства выпадают из указанных выше закономерностей. Согласно [22] оно кристаллизуется в кубической сингонии с пространственной группой, причем атомы Pr занимают высокосимметричную позицию - Oh, объем полиэдра Вороного-Дирихле равен 7.904 Е, а G3=7.73*10-3.

Аналогичные исследования для координационных полиэдров PrOn в структуре кристаллов проведены в работе [21]. Анализ особенностей окружения атомов Pr атомами кислорода в структуре 235 соединений показал, что по отношению к атомам кислорода атомы Pr валентности III проявляют координационные числа от 5 до 12, а Pr валентности IV - от 5 до 9. Причем наиболее характерным является 8. Длина связей Pr-O в координационных полиэдрах PrOn изменяется в широких пределах от 2.06 до 2.93 Е. Однако, несмотря на значительную вариацию межатомных расстояний, объем полиэдров Вороного-Дирихле при фиксированном валентном состоянии остается практически постоянным (13.06 и 11.87 Е3для атомов PrIII и PrIV соответственно). Полиэдры Вороного-Дирихле большинства атомов Pr искажены, что хорошо согласуется с низкой сайт-симметрией позиций, чаще всего занимаемых атомами металла - C1, Cs и C2. Оценка степени сферичности полиэдра Вороного-Дирихле с помощью G3 показывает, что с ростом КЧ атомов металла происходит закономерное уменьшение величин G3 их полиэдров ВД, то есть равномерность окружения увеличивается. Этот факт, по мнению авторов, свидетельствует о том, что повышение КЧ атомов празеодима сопровождается симбатным ростом вклада ненаправленных (ионных) взаимодействий Рг-О в формирование координационной сферы атомов металла. При КЧ < 8 величина G3 становится больше 0.082 и взаимодействия Рг-О имеют преимущественно направленный (ковалентный) характер.

Данное исследование [23] предпринято с целью демонстрации принципиально новых возможностей, которые открывают современные методы стереоатомного анализа, опирающиеся на использование характеристик полиэдров Вороного-Дирихле (ВД) атомов в структуре кристаллов.

С целью изучения структурных особенностей окружения атома празеодима, рассмотрим структурные характеристики атомов в исследуемых нами соединениях, которые замещаются празеодимом при активации. Отбор из баз данных [20] первичной кристаллоструктурной информации осуществлялся с помощью комплекса структурно-топологических программ TOPOS [1]. Расчеты стереоатомных характеристик атомов также проводились, с использованием программ Dirichlet и AutoCN указанного выше комплекса программ. В таблицах 1 и 2 приведены рассчитанные данные для фторидов и кислородосодержащих соединений соответственно. Значения «красного сдвига» D(A) приведены по данным работы [17]. Величины D(A), помеченные звездочкой (*), вычислены с помощью уравнения (5).

Таблица 1 Стереоатомные характеристики фторидов

Соединение

X

SC

КЧ

VПВД, Е3

Rsd

G3

D(A)

LiSrAlF6

Sr1

C1

6

13.549

1.479

0.081330761

12165

SrAlF5

Sr1

Sr2

Sr3

Sr4

C1

C1

C1

C1

9

9

8

9

13.762

13.692

14.266

13.519

1.487

1.484

1.505

1.478

0.080561236

0.080691434

0.081413560

0.080992147

11887

SrF2

Sr1

Oh

8

13.676

1.484

0.082548171

15261

SrClF

Sr1

C4v

9

17.690

1.616

0.083043613

16257*

LaF3

La1

C2

9

12.151

1.426

0.079689264

8751

YF3

Y1

Cs

9

9.825

1.329

0.080408983

9915

KMgF3

K1

Oh

12

15.877

1.559

0.078745082

6605

LaZr3F15

La1

La2

Cs

Cs

9

9

11.765

11.477

1.411

1.399

0.079793997

0.079687037

8885*

BaSiF6

Ba1

D3d

12

15.890

1.560

0.078505002

6013*

Как отмечалось выше, степень искажения координационной сферы позиций, замещаемых атомами празеодима, описывается двумя основными параметрами G3 и Da (G3 - безразмерная величина, характеризующая степень сферичности полиэдра ВД и Da- величина смещения ядра атома из центра тяжести его полиэдра ВД). Имеющиеся данные показывают, что у фторидов максимальное значение параметр G3 имеет позиция атома Sr (G3=8.304*10-2, КЧ=9) в SrFCl, а минимальное - позиция атома К (G3=7.875*10-2, КЧ=12) в KMgF3 и Ba (G3=7.850*10-2, КЧ=12) в BaSiF6. При этом 1S0-люминесценция празеодима наблюдается для соединений LiSrAlF6, SrAlF5, LaF3, YF3, KMgF3, LaZr3F15 и BaSiF6, а для SrF2 и SrClF она отсутствует. Таким образом, степень сферичности полиэдра Вороного-Дирихле определяет возможность того или иного соединения демонстрировать первую ступень каскадной люминесценции для празеодима. Более того, для фторидов просматривается связь между параметром G3 и величиной красного сдвига D(A). График зависимости на рисунке 5, построенный по данным таблицы 1, показывает, что D(A) практически линейно зависит от параметра G3, которая описывается уравнением:

(5)

Рисунок 5 Зависимость «красного сдвига» D(A) от параметра G3

Значения «красного сдвига» для соединений SrClF, LaZr3F15 и BaSiF6 в работе [17] отсутствуют. Они рассчитаны по уравнению (5) и составляют 15261, 8885 и 6013 соответственно. Следовательно, соединения LaZr3F15 и BaSiF6 являются перспективными для демонстрации первой ступени каскадной люминесценции празеодима, что и наблюдается для LaZr3F15 [24].

Величина смещения ядер атомов Sr в SrF2, K в KMgF3 и Ba в BaSiF6 из геометрического центра тяжести их полиэдров ВД (Da) равна нулю. Малые смещения ядер атомов, замещаемых празеодимом, наблюдаются в YF3 (0.015 Е), LaZr3F15 (0.014 Е и 0.016 Е) и LaF3 (0,018 Е). Они значительны для атомов Sr в SrAlF5 (0.033 Е, 0.065 Е, 0.069 Е и 0.097 Е) и достигают максимального значения среди исследуемых фторидов для Sr в SrClF (0.229 Е). Если рассматривать геометрический центр тяжести полиэдра ВД и позицию ядра центрального атома как положения центров тяжести соответственно отрицательных и положительных зарядов, то Da?0 свидетельствует об отсутствии заметной анизотропии электрического поля в области ядра атома. Таким образом, для соединения SrClF должна наблюдаться значительная анизотропия электрического поля в области ядра атома.

Таблица 2 Стереоатомные характеристики кислородосодержащих соединений

Соединение

X

SC

КЧ

VПВД, Е3

Rsd

G3

D(A)

Y3Al5O12

Y1

D2

8

11.356

1.394

0.081786923

26654

LaMgAl11O19

La1

D3h

12

14.584

1.516

0.079015017

12303

SrAl12O19

Sr1

D3h

12

15.466

1.546

0.078984477

11050

Y(AlO3)

Y1

Cs

8

11.434

1.398

0.080894306

16537

La(AlO3)

La1

Oh

12

13.646

1.482

0.078789957

18122

Sr(B4O7)

Sr1

Cs

9

14.613

1.517

0.078860439

14080

Y2(SiO4)O

Y1

Y2

C1

C1

8

7

10.397

14.568

1.354

1.515

0.091817111

0.090123378

22301

СaSO4

Ca1

C2v

8

12.726

1.448

0.081395373

15556

BaSO4

Ba1

Cs

10

17.716

1.617

0.079263702

-

SrSO4

Sr1

Cs

12

13.814

1.488

0.081382535

-

Максимальным значением параметра G3 у кислородосодержащих соединений (9.182*10-2) обладает атом Y1 (КЧ = 8) в Y2SiO5, а наименьшееG3 (7,886*10-2 и 7,898*10-2) принадлежит атомам Sr (КЧ = 7) в SrB4O7 и в SrAl12O19 (КЧ = 12). Последние два соединения, активированных ионами празеодима, демонстрируют первую ступень каскадной люминесценции, т.е. переход 1S0 > 1I6.

Величина смещения ядер атомов Sr в SrAl11O19, La в LaAlO3 и LaMgAl11O19, а также Y в Y3Al5O12 из геометрического центра тяжести их полиэдров ВД (Da) равна нулю. Она значительна для атомов Sr в SrSO4SrB4O7 (0.063 Е и 0.057 Е) и достигает максимального значения среди исследуемых кислородосодержащих соединений для Y в Y2SiO5 (0.161 Е). Таким образом, для соединения Y2SiO5, как и у SrClF среди фторидов, должна наблюдаться значительная анизотропия электрического поля в области ядра атома.

Как отмечалось выше, трехвалентный празеодим в координационных полиэдрах PrOn занимает позиции, объем ПВД которых является постоянной величиной, равной 13.06 Е3. В исследуемых кислородосодержащих соединениях объем ПВД замещаемых празеодимом атомов варьируется в пределах от 10.397 Е3 для Y (КЧ=8) в Y2SiO5, до 17.716 Е3 для BaвBaSO4. Поэтому для параметра G3 в виде сомножителя введем поправку, равную отношению среднего объема ПВД празеодима к объему ПВД замещаемого атома в исследуемых кислородосодержащих соединениях. Результаты расчетов с учетом поправки приведены в таблице 3.

Для кислородосодержащих соединений, как и для фторидов, просматривается связь между параметром G3 и величиной «красного сдвига» D(A). Однако, в отличие от случая фторидов, график зависимости (рисунок 6), построенный по данным таблицы 3, показывает, что D(A) растет с увеличением G3, но зависимость имеет характер тенденции.

Таблица 3 Стереоатомные характеристики кислородосодержащих соединений с учетом поправки

Соединение

X

VПВД, Е3

Vср/ VПВД

G3

G3*

D(A)

Y3Al5O12

Y1

11.356

1.150

0.081786923

0.09405

26654

LaMgAl11O19

La1

14.584

0.8955

0.079015017

0.07076

12303

SrAl12O19

Sr1

15.466

0.840

0.078984477

0.06635

11050

Y(AlO3)

Y1

11.434

1.142

0.080894306

0.09238

16537

La(AlO3)

La1

13.646

0.957

0.078789957

0.07540

18122

Sr(B4O7)

Sr1

14.613

0.894

0.078860439

0.07053

14080

Y2(SiO4)O

Y1

Y2

10.397

14.568

1.256

0.896

0.091817111

0.090123378

0.11532

0.08075

22301

СaSO4

Ca1

12.726

1.026

0.081395373

0.08351

15556

BaSO4

Ba1

17.716

0.737

0.079263702

0.05842

-

SrSO4

Sr1

13.814

0.945

0.081382535

0.07691

-

Рисунок 6 Зависимость красного сдвига D(A) от параметра G3

Тем не менее, именно соединения, активированные ионами празеодима, с наименьшими значениями параметра G3 демонстрируют в своих спектрах первую ступень каскада люминесценции, т.е. именно для них 1S0 - уровень расположен ниже дна 5d-зоны.

Таким образом, доказано, что именно соединения, активированные ионами празеодима, с наименьшими значениями параметра G3, демонстрируют в своих спектрах каскадную люминесценцию, т.е. именно для них 1So - уровень расположен ниже дна 5d-зоны.

Литература

1. Блатов В.А., Шевченко А.П., Сережкин В.Н. TOPOS - комплекс программ для анализа топологии кристаллических структур. //Журн. структ. химии. 1993. Т.34. № 5. с. 183-185.

2. Сережкин В.Н., Михайлов Ю.Н., Буслаев Ю.А. Метод пересекающихся сфер для определения координационного числа атомов в структуре кристаллов. //Журн. неорг. химии. 1997. Т. 42. № 12. с. 2036-2077.

3. Потапов А.С., Родный П. А., Михрин С. Б., Магунов И. Р. Люминесцентные свойства празеодима в некоторых фторидах. //Физика твердого тела. 2005. Т. 47. № 8. с. 1386-1388.

4. Исаев В.А., Аванесов А.Г., Сергиенко Н.Л., Сережкин В.Н. Стереометрические особенности и люминесценция трехвалентного празеодима в галогенидах// Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказскийрегион. Естественныенауки. Приложение. № 4. 2005. стр. 25-31.

5. Аванесов А.Г., Исаев В.А., Сергиенко Н.Л., Чижевский Д.Ю., Сережкин В.Н. Стереометрическиеособенности и люминесценцияоксидов в Sr1-xPrxMgAl11O19, La1-xPrxMgAl11O19, и Y1-xPrxAlO3// Известиявысшихучебныхзаведений. Северо-Кавказскийрегион. Естественныенауки. Приложение. № 4. 2005. стр. 17-22.

6. Аванесов А.Г., Исаев В.А., Сергиенко Н.Л., Сережкин В.Н. Люминесценция и особенности структуры некоторых неорганических соединений// Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества. 2005. №1. стр. 51-56.

7. Сергиенко Н.Л., Аванесов А.Г., Исаев В.А. Симметрия лигандов и каскадная люминесценция Pr3+. В кн.: Тезисы докладов XI семинара совещания «Оптика и спектроскопия конденсированных сред». Краснодар, 18-23 сентября 2005 г. К. 2005. стр. 51-52.

8. Сережкин В.Н., Исаев В.А., Аванесов А.Г., Сергиенко Н.Л. Стереометрические особенности LiCaAlF6, NaSrAlF6, CaAlF5, Ca2AlF7, YF3, LiYF4, SrF2 и CaF2// Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказскийрегион. Естественныенауки. Приложение. № 5. 2005. стр. 58-61.

9. Kuleshov N. V., Mikhailov V. P., Minkov B. I., Danger T., Sandrock T., Huder G. Spectroscopy, excited-state absorption and stimulated emmission in Pr3+- doped Gd2SiO5 and Y2SiO5 crystals. //Journal of Luminescence. 1997. № 71. P. 27-35.

10. Vink A. P., van der Kolk E., Dorenbos P., van Eijk C. W. E. Opposite parity 4fn-1 5d1 states of Ce3+ and Pr3+ in MSO4 (M = Ca, Sr, Ba). //Journal of Alloys and Compounds. 2002. № 341. P. 338-341.

11. Vink A. P. Dorenbos P., van Eijk C. W. E. Observation of the photon cascade emission process under 4f15d1 and host exsitation in several Pr3+-doped materials. //Journal of Solid State Chemistry. 2003. № 71. P. 308-312.

12. van der Kolk E., Dorenbos P., van Eijk C.W.E. Vacuum ultraviolet excitation and quantum spliting of Pr3+ in LaZrF7 and LaZr3F15. //Optics Communications. 2001. № 197. P. 317-326.

13. Grzechnik A., Dmitriev V., Weber H.-P., Gesland J.Y., van Smaalen S. LiSrAlF6 with the LiBaCrF6-type structure. //J. Phys.: Condens. Matter. 2004. V. 16. P. 3005-3013.

14. Pan F.,Wang R.-J.,Wei J.-Z.,Shen G.-Q.,Wang X.-Q.,Shen D.-Z. The crystal structure and NLO property of strontium tetraborate SrB4O7. //GaodengXuexiaoHuaxueXuebao. 2001. V. 22. P. 154-158.

15. Родный П.А. Каскадная эмиссия фотонов в люминофорах. //Оптика и спектроскопия. 2000. т. 89. № 4. с. 609-616.

16. Dorenbos P. The 4fn-4fn-15d transition of the trivalent lanthanides in halogenides and chalcogenides. //Journal of Luminescence. 2000. № 91. P. 91-106.

17. Dorenbos P. The 5d level position of trivalent lanthanides in inorganic compounds. //Journal of Luminescence. 2000. № 91. P. 155-176.

18. Dorenbos P. 5d-level energies of Ce3+ and the crystalline environment. IV Aluminates and “simple” oxides. //Journal of Luminescence. 2002. № 99. P. 283-299.

19. Bettinelli M., Moncorge R. Correlation between the 5d-level position of Ce3+ and of the other Ln3+ ions in solids. //Journal of Luminescence. 2001. № 92. P. 287-289.

20. Inorganic crystal structure database. Gmelin-Institut fur AnorganischeChemie& FIC Karlsruhe. 2007.

21. Вологжанина А.В., Пушкин Д.В., Сережкин В.Н. Координационные полиэдры PrOn в структуре кристаллов. //Координационная химия. 2005.т. 31. № 1. с. 51-58.

22. Vogt T., Schweda E., Laval J. P., Frit B. Neutron Powder Investigation of Praseodymium and Cerium Nitride Fluoride Solid Solutions. //Journal of Solid State Chemistry. 1989. V. 83. P. 324-331.

23. Сережкин В.Н., Исаев В.А., Аванесов А.Г. Кристаллохимический анализ матриц празеодим содержащих люминофоров. В кн.: Материалы XVI Всероссийской конференции «Оптика и спектроскопия конденсированных сред». Краснодар. 2008. с. 204-210.

24. Dexpert-Ghys J., Ribeiro S.J.L., Dugat P., Avignant D. Crystal structure and luminescence properties of La3Zr4F25 and alpha-LaZr3F15. //Journal of Materials Chemistry. 1998. V. 8. P. 1043-1050.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Металлоорганические соединения. Щелочные металлы первой подгруппы. Органические соединения лития, способы получения, химические свойства. Взаимодействие алкиллития с карбонильными соединениями. Элементы второй группы. Магнийорганические соединения.

    реферат [99,3 K], добавлен 03.12.2008

  • Гетероатомные соединения, содержание их в нефти и распределение по фракциям. Химические свойства нефтяных кислот. Способность сернистых соединений к гидродесульфированию. Азотистые соединения нефтей. Прибор для пиролитического лампового определения серы.

    курсовая работа [452,1 K], добавлен 06.10.2011

  • Составление формул соединений кальция с водородом, фтором и азотом. Определение степени окисления атома углерода и его валентности. Термохимические уравнения реакций, теплота образования. Вычисление молярной концентрации эквивалента раствора кислоты.

    контрольная работа [46,9 K], добавлен 01.11.2009

  • Обзор литературы по вопросам стеклования в оксифторидных боратных системах, спектрально-люминесцентных свойств. Получение стекла в системах PbF2-B2O3 и BaO-PbF2-B2O3, активированные Pr, Nd, Eu, Ho, Er, Yb. Изучение спектров поглощения и люминесценции.

    дипломная работа [13,6 M], добавлен 27.05.2015

  • Определение комплексных соединений и их общая характеристика. Природа химической связи в комплексном ионе. Пространственное строение и изомерия, классификация соединений. Номенклатура комплексных молекул, диссоциация в растворах, реакции соединения.

    реферат [424,7 K], добавлен 12.03.2013

  • Степени окисления, электронные конфигурации, координационные числа и геометрия соединений хрома. Характеристика комплексных соединений. Многоядерные комплексы хрома, их электронные соединения. Фосфоресцирующие комплексы, высшие состояния окисления хрома.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 06.06.2010

  • Химические свойства простых веществ. Общие сведения об углероде и кремнии. Химические соединения углерода, его кислородные и азотсодержащие производные. Карбиды, растворимые и нерастворимые в воде и разбавленных кислотах. Кислородные соединения кремния.

    реферат [801,5 K], добавлен 07.10.2010

  • Электронное строение и степени окисления олова. Нахождение элемента в природе и способ получения. Химические и физические свойства металла и его соединений. Оловянные кислоты. Влияние олова на здоровье человека. Область применения металла и его сплавов.

    курсовая работа [60,6 K], добавлен 24.05.2015

  • Понятие гетероциклических соединений, их сущность и особенности, основные химические свойства и общая формула. Классификация гетероциклических соединений, разновидности, отличительные черты и способы получения. Реакции электрофильного замещения.

    реферат [250,5 K], добавлен 21.02.2009

  • Понятие гетероциклических соединений, их сущность и особенности, основные химические свойства и общая формула. Классификация гетероциклических соединений, разновидности, отличительные черты и способы получения. Реакции электрофильного замещения.

    реферат [248,9 K], добавлен 21.02.2009

  • Физические и химические свойства йода. Важнейшие соединения йода, их свойства и применение. Физиологическое значение йода и его солей. Заболевания, связанные с его нехваткой. Применение йода в качестве антисептика, антимикробные свойства его соединений.

    реферат [26,7 K], добавлен 26.10.2009

  • Характеристика элемента. Получение магния. Физические и химические свойства магния. Соединения магния. Неорганические соединения. Магнийорганические соединения. Природные соединения магния. Определение магния в почвах, в воде. Биологическое значение магни

    реферат [40,1 K], добавлен 05.04.2004

  • Общая характеристика комплексных соединений металлов. Некоторые типы комплексных соединений. Комплексные соединения в растворах. Характеристика их реакционной способности. Специальные системы составления химических названий комплексных соединений.

    контрольная работа [28,1 K], добавлен 11.11.2009

  • Особенности получения коллоидных систем. Теоретический анализ процессов формирования кварцевых стекол золь-гель методом. Получение золь-коллоидных систем по "гибридному" методу. Характеристика свойств квантовых стекол, активированных ионами европия.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 14.02.2010

  • Молекулярная масса и влияние степени полимеризации целлюлозы на отдельные стадии технологического процесса получения искусственных волокон и пленок. Химические и физико-химические методы определения степени полимеризации целлюлозы и ее молекулярной массы.

    реферат [96,4 K], добавлен 28.09.2009

  • Полимерные гидрогели: методы получения, свойства, применение. Высокомолекулярный полиэтиленимин: свойства и комплексные соединения с ионами металлов. Исследование кинетики набухания в различных средах. Исследование влияния растворителей, ионной силы, pH.

    дипломная работа [302,6 K], добавлен 24.07.2010

  • Общая характеристика фосфора. Изучение истории открытия данного элемента. Особенности аллотропической модификации. Физические и химические свойства белого, красного и черного фосфора. Применение соединений фосфора в сельском хозяйстве и промышленности.

    презентация [10,9 M], добавлен 25.11.2015

  • Типы и классы кристаллических решеток. Элементарные ячейки ионных решеток кристаллов, их кристаллографический признак. Осуществление металлической связи между положительными ионами металлов. Сущность явления полиморфизма. Как вырастить кристалл меди.

    презентация [34,6 M], добавлен 30.03.2011

  • Использование магнийорганических соединений и химия элементоорганических соединений. Получение соединений различных классов: спиртов, альдегидов, кетонов, эфиров. История открытия, строение, получение, реакции и применение магнийорганических соединений.

    курсовая работа [34,4 K], добавлен 12.12.2009

  • Реакция лития, натрия, калия с водой. Изучение физических и химических свойств бинарных кислородных соединений. Важнейшие соединения щелочноземельных металлов. Окислительно-восстановительные свойства пероксидов. Применение металлорганических соединений.

    презентация [94,3 K], добавлен 07.08.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.