zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-154Research ArticleСтатьиИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИЧЕСКОЙ ШИРИНЫ ЗАПРЕЩЕННОЙ ЗОНЫ И ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ ПОЛУЧЕННОГО ТВЕРДОФАЗНОЙ РЕАКЦИЕЙ ПЕРОВСКИТА ЦИРКОНАТА БАРИЯ, ЛЕГИРОВАННОГО САМАРИЕМOPTICAL BAND GAP AND PHOTOLUMINESCENCE STUDIES OF SAMARIUM DOPED BARIUM ZIRCONATE PEROVSKITE PREPARED BY SOLID STATE REACTION ROUTESatapathyA. .SatapathyA. .noemail@neicon.ruSinhaE. .SinhaE. .elasinha@gmail.comТехнологический институт БирлаBirla Institute of Technology201710032020846864879Copyright © Satapathy A..., Sinha E..., 20202020Satapathy A..., Sinha E...Satapathy A..., Sinha E...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/154

Исследованы структурные и оптические свойства керамики Ba1- x Sm2x/3ZrO3 (x = 0.02, 0.04, 0.06, 0.08, 0.10), полученной методом твердофазной реакции. Данные рентгеновской дифракции подтверждают кубическую перовскитную фазу всех композиций с пространственной группой Pm ` 3m. Рассмотрено влияние замещения ионом Sm3+ на оптическую ширину запрещенной зоны и свойства фотолюминесценции цирконата бария. При увеличении содержания Sm3+ ширина запрещенной зоны уменьшается с 3.43 до 2.98 эВ. Обнаружено, что энергия Урбаха возрастает с увеличением концентрации легирующих частиц. В спектрах фотолюминесценции наблюдается интенсивное фиолетово-синее излучение, характерное для перовскита цирконата бария. Излучение в области 550-700 нм видимого диапазона обусловлено внутренними 4f-переходами ионов Sm3+ с верхнего возбужденного состояния4G5/2 в основные состояния6Hj (j = 5/2, 7/2, 9/2 и т.д.).

The structural and optical properties of Ba1- x Sm2x/3ZrO3 (x = 0.02, 0.04, 0.06, 0.08, 0.10) ceramics prepared by the solid state reaction method are considered. The x-ray diffraction data confirm the cubic perovskite phase of all the compositions with space group Pm ` 3m. The effect of Sm3+ substitution on the optical band gap and photoluminescence properties of barium zirconate are discussed. The optical band gap decreases from 3.43 to 2.98 eV with increasing Sm3+ content. The Urbach energy has been found to increase with rise in concentration of dopant species. The photoluminescence spectra show an intense violet-blue emission characteristic of the barium zirconate perovskite. Visible emission due to intra-4f transitions of Sm3+ ions from4G5/2 higher excited state to6Hj (j = 5/2, 7/2, 9/2 etc) ground states has been observed in the range of 550-700 nm.

керамикаперовскитоптическая запрещенная зонафотолюминесценцияceramicsperovskitesoptical band gapphotoluminescenceReferencesC. M. Reddy, B. D. P Raju, N. J. Sushma, N. S. Dhoble, S. J. Dhoble, Renew. Sustain. Energy Rev., 5, 1566-584 (2015).C. M. Reddy, B. D. P Raju, N. J. Sushma, N. S. Dhoble, S. J. Dhoble, Renew. Sustain. Energy Rev., 5, 1566-584 (2015).A. Kumari, V. K. Rai, K. Kumar, Spectrochim. Acta A, 127, 98-101 (2014).A. Kumari, V. K. Rai, K. Kumar, Spectrochim. Acta A, 127, 98-101 (2014).Y. Yuana, X. Zhanga, L. Liua, X. Jianga, J. Lva, Z. Lia, Z. Zoua, Int. J. Hydrogen Energy, 33, 5941-5946 (2008).Y. Yuana, X. Zhanga, L. Liua, X. Jianga, J. Lva, Z. Lia, Z. Zoua, Int. J. Hydrogen Energy, 33, 5941-5946 (2008).L. S. Cavalcante, V. M. Longo, M. Zampieri, J. W. Espinosa, P. S. Pizani, J. R. Sambrano, J. A. Varela, E. Longo, M. L. Simões, C. A. Paskocimas, J. Appl. Phys., 103, 063527 (2008).L. S. Cavalcante, V. M. Longo, M. Zampieri, J. W. Espinosa, P. S. Pizani, J. R. Sambrano, J. A. Varela, E. Longo, M. L. Simões, C. A. Paskocimas, J. Appl. Phys., 103, 063527 (2008).R. Borja-Urby, L. A. D. Torres, P. Salas, C. A. Chavez, O. Meza, Mater. Sci. Eng. B, 176, 1388-1392 (2011).R. Borja-Urby, L. A. D. Torres, P. Salas, C. A. Chavez, O. Meza, Mater. Sci. Eng. B, 176, 1388-1392 (2011).J. Oliva, E. De la Rosa, L. A. Diaz-Torres, P. Salas, C. Ángeles-Chavez, J. Appl. Phys., 104, 023505 (2008).J. Oliva, E. De la Rosa, L. A. Diaz-Torres, P. Salas, C. Ángeles-Chavez, J. Appl. Phys., 104, 023505 (2008).A. C. Larson, R.B. Von Dreele, General Structure Analysis System (GSAS), LAUR, 86-748 (2004).A. C. Larson, R.B. Von Dreele, General Structure Analysis System (GSAS), LAUR, 86-748 (2004).I. C. Nogueira, L. S. Cavalcante, P. F. S. Pereira, M. M. de Jesus, J. M. Rivas Mercury, N. C. Batista, M. Siu Lid, E. Longo, J. Appl. Crystallogr., 46, 1434-1446 (2013).I. C. Nogueira, L. S. Cavalcante, P. F. S. Pereira, M. M. de Jesus, J. M. Rivas Mercury, N. C. Batista, M. Siu Lid, E. Longo, J. Appl. Crystallogr., 46, 1434-1446 (2013).L. S. Cavalcante, J. C. Sczancoski, V. M. Longo, F. S. De Vicente, J. R. Sambrano, A. T. de Figueiredo, C. J. Dalmaschio, M. Siu Li, J. A. Varela, E. Longo, Opt. Commun., 281, 3715-3720 (2008).L. S. Cavalcante, J. C. Sczancoski, V. M. Longo, F. S. De Vicente, J. R. Sambrano, A. T. de Figueiredo, C. J. Dalmaschio, M. Siu Li, J. A. Varela, E. Longo, Opt. Commun., 281, 3715-3720 (2008).V. M. Longo, L. S. Cavalcante, A. T. de Figueiredo, L. P. S. Santos, Appl. Phys. Lett., 90, 091906 (2007).V. M. Longo, L. S. Cavalcante, A. T. de Figueiredo, L. P. S. Santos, Appl. Phys. Lett., 90, 091906 (2007).M. L. Moreira, M. F. C. Gurgel, G. P. Mambrini, E. R. Leite, P. S. Pizani, J. A. Varela, E. Longo, J. Phys. Chem. A, 112, 8938-8942 (2008).M. L. Moreira, M. F. C. Gurgel, G. P. Mambrini, E. R. Leite, P. S. Pizani, J. A. Varela, E. Longo, J. Phys. Chem. A, 112, 8938-8942 (2008).S. K. Gupta, P. S. Ghosh, N. Pathak, A. Aryab, V. Natarajana, RSC Adv., 4, 29202 (2014).S. K. Gupta, P. S. Ghosh, N. Pathak, A. Aryab, V. Natarajana, RSC Adv., 4, 29202 (2014).M. Borah, D. Mohanta, J. Appl. Phys., 112, 124321 (2012).M. Borah, D. Mohanta, J. Appl. Phys., 112, 124321 (2012).N. Kumari, A. Ghosh, S. Tewari, A. Bhattacharjee, Indian J. Phys., 88, 65-70 (2014).N. Kumari, A. Ghosh, S. Tewari, A. Bhattacharjee, Indian J. Phys., 88, 65-70 (2014).S. Parida, A. Satapathy, E. Sinha, A. Bisen, S. K. Rout, Metall. Mater. Trans. A, 46A, 1277-1286 (2015).S. Parida, A. Satapathy, E. Sinha, A. Bisen, S. K. Rout, Metall. Mater. Trans. A, 46A, 1277-1286 (2015).P. G. Sundell, M. E. Björketun, G. Wahnström, Phys. Rev. B, 73, 104112 (2006).P. G. Sundell, M. E. Björketun, G. Wahnström, Phys. Rev. B, 73, 104112 (2006).R. Terki, H. Feraoun, G. Bertrand, H. Aourag, Phys. Status Solidi, 242, 1054-1062 (2005).R. Terki, H. Feraoun, G. Bertrand, H. Aourag, Phys. Status Solidi, 242, 1054-1062 (2005).P. Barik, T. K. Kundu, S. Ram, Philos. Mag. Lett., 89, 545-555 (2009).P. Barik, T. K. Kundu, S. Ram, Philos. Mag. Lett., 89, 545-555 (2009).G. E. Malashkevich, A. V. Semchenko, A. A. Sukhodola, A. P. Stupak, A. V. Sukhodolov, B. V. Plyushch, V. V. Sidski, G. A. Denisenko, Phys. Solid State, 50, 1464-1472 (2008).G. E. Malashkevich, A. V. Semchenko, A. A. Sukhodola, A. P. Stupak, A. V. Sukhodolov, B. V. Plyushch, V. V. Sidski, G. A. Denisenko, Phys. Solid State, 50, 1464-1472 (2008).G. E. Malashkevich, I. M. Mel’nichenko, E. N. Poddenezhny, A. V. Semchenko, Phys. Solid State, 40, 420-426 (1998).G. E. Malashkevich, I. M. Mel’nichenko, E. N. Poddenezhny, A. V. Semchenko, Phys. Solid State, 40, 420-426 (1998).S. K. Raut, N. S. Dhoble, K. Park, S. J. Dhoble, Mater. Chem. Phys., 147, 594-603 (2014).S. K. Raut, N. S. Dhoble, K. Park, S. J. Dhoble, Mater. Chem. Phys., 147, 594-603 (2014).

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