zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-142Research ArticleСтатьиЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ НАНОКРИСТАЛЛОВ Eu:Y3Al5O12, Eu:Lu3Al5O12 и Eu:GdAlO3, СИНТЕЗИРОВАННЫХ МЕТОДОМ ЭКЗОТЕРМИЧЕСКОГО ГОРЕНИЯ В РАСТВОРАХLUMINESCENCE OF Eu:Y3Al5O12, Eu:Lu3Al5O12, AND Eu:GdAlO3 NANOCRYSTALS SYNTHESIZED BY THE SOLUTION COMBUSTION METHODВилейшиковаЕ. В.VilejshikovaE. V.vilejshikova@gmail.comХортА. А.KhortA. A.noemail@neicon.ruПодболотовК. Б.PodbolotovK. B.noemail@neicon.ruЛойкоП. А.LoikoP. A.noemail@neicon.ruШиманскийВ. И.ShimanskiV. I.noemail@neicon.ruШашковС. Н.ShashkovS. N.noemail@neicon.ruЮмашевК. В.YumashevK. V.noemail@neicon.ruНИЦ оптических материалов и технологий, Белорусский национальный технический университетCenter for Optical Materials and Technologies, Belarusian National Technical UniversityБелорусский государственный технологический университетBelarusian State Technological UniversityУниверситет ИТМОITMO UniversityБелорусский государственный университетBelarusian State UniversitySOL InstrumentsSOL Instruments201710032020845810820Copyright © Вилейшикова Е.В., Хорт А.А., Подболотов К.Б., Лойко П.А., Шиманский В.И., Шашков С.Н., Юмашев К.В., 20202020Вилейшикова Е.В., Хорт А.А., Подболотов К.Б., Лойко П.А., Шиманский В.И., Шашков С.Н., Юмашев К.В.Vilejshikova E.V., Khort A.A., Podbolotov K.B., Loiko P.A., Shimanski V.I., Shashkov S.N., Yumashev K.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/142

Методом экзотермического горения в растворах с последующим прокаливанием на воздухе при 800 и 1300 °С синтезированы нанокристаллы редкоземельных гранатов Y3Al5O12 и Lu3Al5O12 и перовскита GdAlO3 с высоким содержанием ионов Eu3+ (10-20 ат.%) и исследованы их структура, морфология и фазовый состав. При возбуждении в УФ области спектра материалы характеризуются интенсивной красной люминесценцией. Для Eu:GdAlO3 цветовые координаты люминесценции по системе CIE 1931 составляют (0.632, 0.368), доминирующая длина волны 599.6 нм, чистота цвета >99 %. Определены параметры Джадда-Офельта, коэффициенты ветвления люминесценции и время жизни состояния5D0 для ионов Eu3+ . Для 10 ат.% Eu:GdAlO3 квантовый выход люминесценции достигает 74 %, время жизни состояния5D0 1.4 мс. Полученные материалы перспективны для керамических люминофоров красной области спектра.

The nanocrystals of rare-earth garnets, Y3Al5O12 and Lu3Al5O12, and perovskite GdAlO3 highly-doped (10-20 at.%) with Eu3+ ions are synthesized by the solution combustion technique and subsequent annealing in air at 800 and 1300 °С. The structure, morphology and composition of obtained materials are studied. Under UV excitation, these materials exhibit intense red luminescence. For Eu:GdAlO3, CIE 1931 color coordinates of the luminescence are (0.632, 0.368), dominant wavelength is 599.6 nm, and color purity is >99%. Judd-Ofelt parameters, luminescence branching ratios and lifetime of the5D0 state of the Eu3+ ions are determined. For 10 at.% Eu:GdAlO3, the luminescence quantum yield reaches 74% and the5D0 lifetime is 1.4 ms. The synthesized materials are promising for red ceramic phosphors.

нанокристаллгранатперовскитэкзотермический синтезион европиялюминесценцияnanocrystalgarnetperovskitesolution combustion synthesiseuropium ionluminescenceReferencesA. Brenier, Y. Guyot, H. Canibano, G. Boulon, A. Ródenas, D. Jaque, A. Eganyan, A. G. Petrosyan. J. Opt. Soc. Am. B, 23, N 4 (2006) 676-683A. Brenier, Y. Guyot, H. Canibano, G. Boulon, A. Ródenas, D. Jaque, A. Eganyan, A. G. Petrosyan. J. Opt. Soc. Am. B, 23, N 4 (2006) 676-683N. P. Barnes, M. G. Jani, R. L. Hutcheson. Appl. Opt., 34, N 21 (1995) 4290-4294N. P. Barnes, M. G. Jani, R. L. Hutcheson. Appl. Opt., 34, N 21 (1995) 4290-4294J. Dong, K. Ueda, A. A. Kaminskii, Opt. Lett., 32, N 22 (2007) 3266-3268J. Dong, K. Ueda, A. A. Kaminskii, Opt. Lett., 32, N 22 (2007) 3266-3268I. F. Elder, J. Payne. Appl. Opt., 36, N 33 (1997) 8606-8610I. F. Elder, J. Payne. Appl. Opt., 36, N 33 (1997) 8606-8610G. Boulon, Y. Guyot, H. Canibano, S. Hraiech, A. Yoshikawa. J. Opt. Soc. Am. B, 25, N 5 (2008) 884-896G. Boulon, Y. Guyot, H. Canibano, S. Hraiech, A. Yoshikawa. J. Opt. Soc. Am. B, 25, N 5 (2008) 884-896Y. Sato, T. Taira. Opt. Express, 14, N 22 (2006) 10528-10536Y. Sato, T. Taira. Opt. Express, 14, N 22 (2006) 10528-10536G. Xia, S. Zhou, J. Zhang, S. Wang, J. Xu. J. Alloys Compd., 421, N 1 (2006) 294-297G. Xia, S. Zhou, J. Zhang, S. Wang, J. Xu. J. Alloys Compd., 421, N 1 (2006) 294-297G. Blasse, A. Bril. Appl. Phys. Lett., 11, N 2 (1967) 53-55G. Blasse, A. Bril. Appl. Phys. Lett., 11, N 2 (1967) 53-55D. Hreniak, W. Stręk, P. Mazur, R. Pazik, M. Ząbkowska-Wacławek. Opt. Mater., 26, N 2 (2004) 117-121D. Hreniak, W. Stręk, P. Mazur, R. Pazik, M. Ząbkowska-Wacławek. Opt. Mater., 26, N 2 (2004) 117-121A. L. Heyes. J. Lumin., 129, N 12 (2009) 2004-2009A. L. Heyes. J. Lumin., 129, N 12 (2009) 2004-2009G. Wakefield, E. Holland, P. J. Dobson, J. L. Hutchison. Adv. Mater., 13, N 20 (2001) 1557-1560G. Wakefield, E. Holland, P. J. Dobson, J. L. Hutchison. Adv. Mater., 13, N 20 (2001) 1557-1560V. I. Dashkevich, S. N. Bagayev, V. A. Orlovich, A. A. Bui, P. A. Loiko, K. V. Yumashev, N. V. Kuleshov, S. M. Vatnik, A. A. Pavlyuk. Laser Phys. Lett., 12, N 1 (2015) 015006(1-6)V. I. Dashkevich, S. N. Bagayev, V. A. Orlovich, A. A. Bui, P. A. Loiko, K. V. Yumashev, N. V. Kuleshov, S. M. Vatnik, A. A. Pavlyuk. Laser Phys. Lett., 12, N 1 (2015) 015006(1-6)S.-K. Ruan, J.-G. Zhou, A.-M. Zhong, J.-F. Duan, X.-B. Yang, M.-Z. Su. J. Alloy Compd., 275-277 (1998) 72-75S.-K. Ruan, J.-G. Zhou, A.-M. Zhong, J.-F. Duan, X.-B. Yang, M.-Z. Su. J. Alloy Compd., 275-277 (1998) 72-75S. D. Han, S. P. Khatkar, V. B. Taxak, D. Kumar, J.-Y. Park. Mater. Sci Eng.: B, 127, N 2-3 (2006) 272-275S. D. Han, S. P. Khatkar, V. B. Taxak, D. Kumar, J.-Y. Park. Mater. Sci Eng.: B, 127, N 2-3 (2006) 272-275A. Potdevin, G. Chadeyron, D. Boyer, B. Caillier, R. Mahiou. J. Phys. D: Appl. Phys., 38 N 17 (2005) 3251A. Potdevin, G. Chadeyron, D. Boyer, B. Caillier, R. Mahiou. J. Phys. D: Appl. Phys., 38 N 17 (2005) 3251X. Dong, X. Cui, Z. Fu, S. Zhou, S. Zhang, Z. Dai. Mater. Res. Bull., 47, N 2 (2012) 212-216X. Dong, X. Cui, Z. Fu, S. Zhou, S. Zhang, Z. Dai. Mater. Res. Bull., 47, N 2 (2012) 212-216K. Binnemans. Coord. Chem. Rev., 295 (2015) 1-45K. Binnemans. Coord. Chem. Rev., 295 (2015) 1-45H. J. Byun, W. S. Song, Y. S. Kim, H. Yang. J. Phys. D: Appl. Phys., 43, N 19 (2010) 195401H. J. Byun, W. S. Song, Y. S. Kim, H. Yang. J. Phys. D: Appl. Phys., 43, N 19 (2010) 195401M. Veith, S. Mathur, A. Kareiva, M. Jilavi, M. Zimmer, V. Huch. J. Mater. Chem., 9 N 12 (1999) 3069-3079M. Veith, S. Mathur, A. Kareiva, M. Jilavi, M. Zimmer, V. Huch. J. Mater. Chem., 9 N 12 (1999) 3069-3079E. D. Kolb, R. A. Laudise. J. Cryst. Growth, 29, N 1 (1975) 29-39E. D. Kolb, R. A. Laudise. J. Cryst. Growth, 29, N 1 (1975) 29-39A. S. Rogachev, A. S. Mukasyan. Combustion for Material Synthesis, CRC Press, Boca-Raton (2015)A. S. Rogachev, A. S. Mukasyan. Combustion for Material Synthesis, CRC Press, Boca-Raton (2015)K. C. Patil, M. S. Hegde, T. Rattan, S. T. Aruna. Chemistry of Nanocrystalline Oxide Materials. Combustion Synthesis, Properties and Applications, World Scientific Publishing, Singapore (2008)K. C. Patil, M. S. Hegde, T. Rattan, S. T. Aruna. Chemistry of Nanocrystalline Oxide Materials. Combustion Synthesis, Properties and Applications, World Scientific Publishing, Singapore (2008)K. Papagelis, S. Ves. J. Phys. Chem. Sol., 64, N 4 (2003) 599-605K. Papagelis, S. Ves. J. Phys. Chem. Sol., 64, N 4 (2003) 599-605S. Cizauskaite, V. Reichlova, G. Nenartaviciene, A. Beganskiene, J. Pinkas, A. Kareiva. Mater. Chem. Phys., 102, N 1 (2007) 105-110S. Cizauskaite, V. Reichlova, G. Nenartaviciene, A. Beganskiene, J. Pinkas, A. Kareiva. Mater. Chem. Phys., 102, N 1 (2007) 105-110P. A. Loiko, V. I. Dashkevich, S. N. Bagaev, V. A. Orlovich, A. S. Yasukevich, K. V. Yumashev, N. V. Kuleshov, E. B. Dunina, A. A. Kornienko, S. M. Vatnik, A. A. Pavlyuk. J. Lumin., 153 (2014) 221-226P. A. Loiko, V. I. Dashkevich, S. N. Bagaev, V. A. Orlovich, A. S. Yasukevich, K. V. Yumashev, N. V. Kuleshov, E. B. Dunina, A. A. Kornienko, S. M. Vatnik, A. A. Pavlyuk. J. Lumin., 153 (2014) 221-226P. K. Jisha, R. Naik, S. C. Prashantha, H. Nagabhushana, S. C. Sharma, H. P. Nagaswarupa, K. S. Anantharaju, B. D. Prasad, H. B. Premkumar. J. Lumin., 163 (2015) 47-54P. K. Jisha, R. Naik, S. C. Prashantha, H. Nagabhushana, S. C. Sharma, H. P. Nagaswarupa, K. S. Anantharaju, B. D. Prasad, H. B. Premkumar. J. Lumin., 163 (2015) 47-54P. A. Loiko, G. E. Rachkovskaya, G. B. Zakharevich, K. V. Yumashev. Glass Ceram., 71, N 1-2 (2014) 41-44P. A. Loiko, G. E. Rachkovskaya, G. B. Zakharevich, K. V. Yumashev. Glass Ceram., 71, N 1-2 (2014) 41-44R. Judd. Phys. Rev., 127, N 3 (1962) 750R. Judd. Phys. Rev., 127, N 3 (1962) 750G. S. Ofelt. J. Chem. Phys., 37, N 3 (1962) 511-520G. S. Ofelt. J. Chem. Phys., 37, N 3 (1962) 511-520M. Dodson, R. Zia. Phys. Rev. B, 86, N 12 (2012) 125102M. Dodson, R. Zia. Phys. Rev. B, 86, N 12 (2012) 125102S. Shikao, W. Jiye. J. Alloy Compd., 327 (2001) 82-86S. Shikao, W. Jiye. J. Alloy Compd., 327 (2001) 82-86P. A. Loiko, G. E. Rachkovskaya, G. B. Zakharevich, A. A. Kornienko, E. B. Dunina, A. S. Yasukevich, K. V. Yumashev. J. Non-Cryst. Sol., 392-393 (2014) 39-44P. A. Loiko, G. E. Rachkovskaya, G. B. Zakharevich, A. A. Kornienko, E. B. Dunina, A. S. Yasukevich, K. V. Yumashev. J. Non-Cryst. Sol., 392-393 (2014) 39-44Е. В. Вилейшикова, П. А. Лойко, Г. Е. Рачковская, Г. Б. Захаревич, К. В. Юмашев. Журн. прикл. спектр., 83, № 4 (2016) 531-538Е. В. Вилейшикова, П. А. Лойко, Г. Е. Рачковская, Г. Б. Захаревич, К. В. Юмашев. Журн. прикл. спектр., 83, № 4 (2016) 531-538

The authors declare that there are no conflicts of interest present.