SYNTHESIS AND INVESTIGATION OF OPTICAL PROPERTIES OF EUROPIUM GALLATE PEROVSKITE STRUCTURE

EDN: KXWYQX

Authors

DOI:

https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2022.02.017

Keywords:

europium gallate, perovskite structure, synthesis, coprecipitation, luminescence

Abstract

Mixtures of hydrated oxides Eu2O3∙nH2O and Ga2O3∙nH2O were isolated from solutions of europium and gallium nitrates by the method of co-shrinkage. By subsequent calcination at 800 oC for 24 hours, europium gallate was obtained. The identification of the product was carried out by X-ray phase analysis and IR spectroscopy. Its structure has been found to correspond to the structural type of EuGaO3 perovskite of orthorhombic symmetry (e.g. Pbnm, crystal lattice parameters: a = 0.5000 nm, b = 0.7565 nm, c = 0.5213 nm). A series of narrow bands characteristic of Eu3+ ions associated with 5D07Fj transitions of 4f-electrons was registered in the luminescence spectrum of EuGaO3. The stripes are inhomogeneously widened at the base with a weakly pronounced Stark structure. The most intense is the 5D07F2 doublet band of the electron transition with maxima located at wavelengths of 609 nm and 630 nm. The excitation of luminescence occurs as a result of the transfer of the energy of the phonon vibrational motion of the matrix to the excited levels of Eu3+ ions. A corresponding structured band was registered in the excitation spectrum at wavelengths < 350 nm. The short-wave part of the band is associated with the transition of 2p-electrons of O2- ions to the 4f-orbital of europium ions in an oxide environment.

References

Главатских Т.Ю. Ионопроводящие оксиды на основе галлата лантана: синтез, структура, микроструктура и физико-химические свойства : автореф. дис. … канд. хим. наук. Москва, 2004. 105 с.

Петров Г.С., Башкиров Л.А., Лубин-ский Н.Н. и др. Физико-химические свойства индатов неодима, лантана // Труды БГТУ. Серия 3: Химия и технология неорганических веществ. 2010. № 18. С. 103–107.

Lopez I., Lorenz K., Nogales E. Study of the relationship between crystal structure and lumines-cence in rare-earth-implanted Ga2O3 nanowires during annealing treatments // J. Mater. Sci. 2013. № 49. P. 1279–1285.

Senyshyn A., Ehrenberg H., Vasylechko L. et al. Computational study of LnGaO3 (Ln = La-Gd) perovskites // J. Phys.: Condens. Matter. 2005. № 17. P. 6217–6234.

Li C., Soh K.C.K., Wu P. Formability of ABO3 Perovskites // J. Alloys Compd. 2004. № 372. P. 40–48.

Feng L.M., Jiang L.Q., Zhu M. et al. Formability of ABO3 Cubic Perovskites // J. Phys. Chem. Sol-ids. 2008. № 69. P. 967–974.

Sallavuard G., Szabo G., Paris R.A. Sur les monogallates lanthanidiques LnGaO3. Comptes Rendus des Seances de l’Academie des Sciences, Serie // Sciences Chimiques. 1969. № 268. P. 1050–1053.

Geller S., Curlander P. J., Ruse G. F. Perovskitelike rare earth gallium oxides prepared at atmospheric pressure // Materials Research Bulletin. 1974. № 9. P. 637–644.

Портной К.И., Тимофеева Н.И. Кислород-ные соединения редкоземельных элементов; под ред. К.И. Портного. М.: Металлургия, 1996. 65 с.

Baran E.J. Structural chemistry and physicochemical properties of perovskite-like materials // Cat.Today. 1990. V. 8. P.151.

Пат. 2663736 Российская Федерация, МПК C 01 F 17/00, C 01 G 15/00. Способ получения галлата лантана LaGaO3 / Новоженов В. А. [и др.]; патентообладатель фед. гос. бюджетное образоват. учреждение высшего проф. образования «Алтайский государственный университет» № 2016126014 ; заявл. 16.05.2018 ; опубл. 09.08.2018, Бюл. № 22. 7 с.

Пат. 2721700 Российская Федерация, МПК C 01 B 13/36, C 01 F 17/00, C 01 G 15/00. Способ получения галлатов неодима NdGaO3, Nd5Ga3O12 и Nd4Ga2O9 / Новоженов В.А., Белова О.В.; патентообладатель фед. гос. бюджетное образоват. учреждение высшего проф. образования «Алтайский государственный университет» № 2019126486; заявл. 20.08.2019; опубл. 21.05.2020, Бюл. № 15. 10 с.

Dieke G,H. Spectra and energy levels of rare earth in crystals. N.Y. Interscience Publ., 1968. 457 p.

Шилов С.М. Люминесцентно-спектральные свойства соединений европия (III) в нанопористых носителях // Известия Российского гос. пед. ун. им. А. И. Герцена. 2008. С. 62–74.

Каплянский А.А., Кулинкин А.Б., Куцен-ко А.Б., Феофилов С.П., Захарченя Р.И., Василев-ская Т.Н. Оптические спектры трехзарядных ред-коземельных ионов в поликристаллическом корунде // Физика твердого тела. 1998. № 8. С. 1442–1449.

Уклеина И.Ю. Оксифториды иттрия и РЗЭ: синтез, люминесценция и оптика : дис. … канд. хим. наук. Ставрополь, 2005. 158 с.

Rakov N., Guimaraes R.B., Lozano W.B., Maciel G.S. // J. Appl. Phys. 2013. V. 114. № 4. P. 043517.

Published

2022-06-14

How to Cite

Novozhenov В. А. ., Smagin В. П. ., Roshkolaeva А. Б., Strucheva Н. Е. ., & Zatonskaya Л. В. . (2022). SYNTHESIS AND INVESTIGATION OF OPTICAL PROPERTIES OF EUROPIUM GALLATE PEROVSKITE STRUCTURE: EDN: KXWYQX. Polzunovskiy VESTNIK, (2), 122–128. https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2022.02.017

Issue

Section

SECTION 2. CHEMICAL TECHNOLOGIES, MATERIALS SCIENCES, METALLURGY