zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-1793Research ArticleСПЕКТРОСКОПИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛSPECTROSCOPY OF SOLIDSКристаллическая структура, люминесцентные свойства, перспективы использования в оптической термометрии соединений Ba3La2–хTbx(Ge3O9)2, Ba3La1.3Tb0.7–xEux(Ge3O9)2Crystal Structure, Luminescent Properties and Prospects of the Use of Ba3La2–хTbx(Ge3O9)2, Ba3La1.3Tb0.7–xEux(Ge3O9)2 Compounds in Optical ThermometryБигбаеваА. В.BigbaevaA. V.

Бигбаева Анастасия Викторовна.

Екатеринбург

Ekaterinburg

chvanova10_99@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3685-5337ЛипинаО. А.LipinaO. A.

Липина Ольга Андреевна.

Екатеринбург

Ekaterinburg

LipinaOlgaA@yandex.ruСуратЛ. Л.SuratL. L.

Сурат Людмила Львовна.

Екатеринбург

Ekaterinburg

surat@ihim.uran.ruЧуфаровА. Ю.ChufarovA. Yu.

Чуфаров Александр Юрьевич.

Екатеринбург

Ekaterinburg

circulchufa@gmail.comТютюнникА. П.TyutyunnikA. P.

Тютюнник Александр Петрович.

Екатеринбург

Ekaterinburg

tyutyunnik@ihim.uran.ruБаклановаЯ. В.BaklanovaYa. V.

Бакланова Яна Викторовна.

Екатеринбург

Ekaterinburg

baklanovay@ihim.uran.ruЗубковВ. Г.ZubkovV. G.

Зубков Владимир Георгиевич.

Екатеринбург

Ekaterinburg

zubkov@ihim.uran.ruИнститут химии твердого тела Уральского отделения РАНInstitute of Solid State Chemistry, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences202507092025924451461Copyright © Бигбаева А.В., Липина О.А., Сурат Л.Л., Чуфаров А.Ю., Тютюнник А.П., Бакланова Я.В., Зубков В.Г., 20252025Бигбаева А.В., Липина О.А., Сурат Л.Л., Чуфаров А.Ю., Тютюнник А.П., Бакланова Я.В., Зубков В.Г.Bigbaeva A.V., Lipina O.A., Surat L.L., Chufarov A.Y., Tyutyunnik A.P., Baklanova Y.V., Zubkov V.G.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/1793

Исследованы новые термочувствительные люминесцентные материалы на основе Ba3La2(Ge3O9)2, легированного ионами Tb3+ либо Tb3+/Eu3+. Синтез твердых растворов Ba3La2-х Tbx(Ge3O9)2 и Ba3La1.3Tb0.7–xEux(Ge3O9)2 осуществлен твердофазным методом. По результатам рентгеноструктурного анализа установлено, что все образцы кристаллизуются в моноклинной сингонии (пр.гр. С2/с, Z = 4). Люминесцентные свойства германатов Ba3La2–xTbx(Ge3O9)2 изучены при возбуждении излучением с λex = 377 нм. Спектры состоят из ряда полос в области 470—640 нм, обусловленных переходами с возбужденного уровня 5D4 на 7FJ (J = 3, 4, 5, 6) состояния в ионах Tb3+. Максимум интенсивности люминесценции наблюдается для образца с x = 0.7. Содопирование фаз ионами Eu3+ приводит к появлению в спектрах люминесценции дополнительных линий в оранжево-красной области, связанных с переходами 5D0→7FJ (J = 0, 1, 2, 3, 4) в ионах европия. Для образца Ba3La1.3Tb0.1Eu0.6(Ge3O9)2 изучены цветовые характеристики и исследованы температурные зависимости отношения интенсивностей люминесцентных полос при нагревании от 298 до 473 К. Показано, что нагрев люминофора приводит к неравномерному снижению интенсивности основных эмиссионных линий. Максимальные значения чувствительностей Sa (1.05 %/К) и Sr (1.00 %/К) достигаются при T = 298 К.

New thermosensitive luminescent materials based on Ba3La2(Ge3O9)2 doped with Tb3+ or Tb3+/Eu3+ ions have been studied. Ba3La2-х Tbx(Ge3O9)2 and Ba3La1.3Tb0.7–xEux(Ge3O9)2 solid solutions were synthesized by the solid-phase method. According to the results of X-ray diffraction analysis, all samples crystallize in the monoclinic syngony (space group C2/c, Z = 4). The luminescent properties of Ba3La2–xTbx(Ge3O9)2 germanates were studied under excitation by radiation with λex = 377 nm. The spectra consist of a number of bands in the region of 470—640 nm, caused by transitions from excited 5D4 to 7FJ (J = 3, 4, 5, 6) levels in Tb3+ ions. The maximum luminescence intensity is observed for the sample with x = 0.7. Co-doping of phases with Eu3+ ions leads to the appearance of additional lines in the luminescence spectra in the orange-red region, associated with the transitions 5D0→7FJ (J = 0, 1, 2, 3, 4) in europium ions. For Ba3La1.3Tb0.1Eu0.6(Ge3O9)2 sample, the color characteristics were studied and the temperature dependences of the intensity ratio of the luminescent bands were investigated upon heating from 298 to 473 K. It was shown that heating the phosphor leads to an uneven decrease in the intensity of the main emission lines. The maximum values of sensitivities: Sa (1.05 %/K) and Sr (1.00 %/K), are achieved at T = 298 K.

люминесценциягерманатевропийтербийбесконтактная термометрияluminescencegermanateeuropiumterbiumnon-contact thermometryРабота выполнена за счет гранта Российского научного фонда № 23-73-10090, https://rscf.ru/project/23-73-10090/. Рентгенографические исследования выполнены в рамках государственного задания ИХТТ УрО РАН, тема 124020600024-5.ReferencesC. D. S. Brites, A. Millán, L. D. Carlos. Hand. Phys. Chem. Rare Earths, 49 (2016) 339C. D. S. Brites, A. Millán, L. D. Carlos. Hand. Phys. Chem. Rare Earths, 49 (2016) 339C. D. S Brites, P. P Lima, N. J. O. Silva, A. Millán, V. S. Amaral, F. Palacio, L. D. Carlos. Nanoscale, 4 (2012) 4799C. D. S Brites, P. P Lima, N. J. O. Silva, A. Millán, V. S. Amaral, F. Palacio, L. D. Carlos. Nanoscale, 4 (2012) 4799V. K. Rai, S. B. Rai. Appl. Phys., 87 (2007) 323V. K. Rai, S. B. Rai. Appl. Phys., 87 (2007) 323M. Dramićanin. Lanthanide and Transition Metal Ion Doped Materials for Luminescence Temperature Sensing, Luminescence Thermometry: Methods, Materials, and Applications, Woodhead Publishing Series in Electronic and Optical Materials, 2018, ch. 6 (2018) 113—157M. Dramićanin. Lanthanide and Transition Metal Ion Doped Materials for Luminescence Temperature Sensing, Luminescence Thermometry: Methods, Materials, and Applications, Woodhead Publishing Series in Electronic and Optical Materials, 2018, ch. 6 (2018) 113—157А. В. Чванова, О. А. Липина, А. Ю. Чуфаров, А. П. Тютюнник, Я. В. Бакланова, Л. Л. Сурат, В. Г. Зубков. Журн. неорг. химии, 68, № 3 (2023) 383A. V. Chvanova, O. A. Lipina, A. Yu. Chufarov, A. P. Tyutyunnik, Ya. V. Baklanova, L. L. Surat, V. G. Zubkov. Russ. J. Inorg. Chem., 68, N 3 (2023) 325О. А. Липина, Т. С. Спиридонова, Я. В. Бакланова, Е. Г. Хайкина. Журн. неорг. химии, 68, № 5 (2023) 603O. A. Lipina, T. S. Spiridonova, Ya. V. Baklanova, E. G. Khaikina. Russ. J. Inorg. Chem, 68, N 5 (2023) 529O. A. Lipina, Ya. V. Baklanova, T. S. Spiridonova, E. G. Khaikina. Cryst. Eng. Comm., 26, N 3 (2024) 277O. A. Lipina, Ya. V. Baklanova, T. S. Spiridonova, E. G. Khaikina. Cryst. Eng. Comm., 26, N 3 (2024) 277O. A. Lipina, L. L. Surat, A. Yu. Chufarov, I. V. Baklanova, A. N. Enyashin, M. A. Melkozerova, A. P. Tyutyunnik, V. G. Zubkov. Dalton Trans., 52, N 22 (2023) 7482O. A. Lipina, L. L. Surat, A. Yu. Chufarov, I. V. Baklanova, A. N. Enyashin, M. A. Melkozerova, A. P. Tyutyunnik, V. G. Zubkov. Dalton Trans., 52, N 22 (2023) 7482И. В. Бакланова, В. Н. Красильников, А. П. Тютюнник, Я. В. Бакланова. Журн. прикл. спектр., 91, № 2 (2024) 184I. V. Baklanova, V. N., Krasil’nikov, A. P. Tyutyunnik, Ya. V. Baklanova. J. Appl. Spectr., 91, N 2 (2024) 267W. Xu, X. Zhu, D. Zhao, L. J. Zheng, F. K. Shang, Z. G. Zhang. J. Rare Earths, 40, N 2 (2022) 201W. Xu, X. Zhu, D. Zhao, L. J. Zheng, F. K. Shang, Z. G. Zhang. J. Rare Earths, 40, N 2 (2022) 201L. Zhao, B. Lou, J. Mao, B. Jiang, X. Wei, Y. Chen, M. Yin. Mater. Res. Bull., 109 (2019) 103L. Zhao, B. Lou, J. Mao, B. Jiang, X. Wei, Y. Chen, M. Yin. Mater. Res. Bull., 109 (2019) 103Y. Cheng., R. Wang, D. Li, Z. Lv, S. Zhao., Y. Zhang, Q. Wang, X. Zhang, Y. Wan., X. Zou, H. Zhang. J. Alloys Compd., 1002 (2024) 175268Y. Cheng., R. Wang, D. Li, Z. Lv, S. Zhao., Y. Zhang, Q. Wang, X. Zhang, Y. Wan., X. Zou, H. Zhang. J. Alloys Compd., 1002 (2024) 175268Y. Gao, F. Huang, H. Lin, J. Zhou, J. Xu, Y. Wang. Func. Mater., 26 (2016) 3139Y. Gao, F. Huang, H. Lin, J. Zhou, J. Xu, Y. Wang. Func. Mater., 26 (2016) 3139А. В. Чванова, О. А. Липина, А. Ю. Чуфаров, А. П. Тютюнник. Л. Л. Сурат, В. Г. Зубков. Опт. и спектр., 132, № 6 (2024) 659A. V. Chvanova, O. A. Lipina, A. Yu. Chufarov, A. P. Tyutyunnik, L. L. Surat, V. G. Zubkov. Opt. Spectrosc., 132, N 6 (2024) 608M. Song, W. Zhao, J. Xue, L. Wang, J. Wang. J. Lumin., 235 (2021) 118014M. Song, W. Zhao, J. Xue, L. Wang, J. Wang. J. Lumin., 235 (2021) 118014Y. Zhang, X. Chen, Y. Bu, Y. Chen, J. Fu, J. Li, D. Deng. Opt. Commun., 542, N 8 (2023) 129587Y. Zhang, X. Chen, Y. Bu, Y. Chen, J. Fu, J. Li, D. Deng. Opt. Commun., 542, N 8 (2023) 129587J. Xue, H. M. Noh, B. C. Choi, S. H. Park, J. H. Kim, J. H. Jeong, P. Du. Chem. Eng. J., 382 (2020) 122861J. Xue, H. M. Noh, B. C. Choi, S. H. Park, J. H. Kim, J. H. Jeong, P. Du. Chem. Eng. J., 382 (2020) 122861Y. Gao, F. Huang, H. Lin, J. Zhou, J. Xu, Y. Wang. Adv. Func. Mater., 26 (2016) 3139—3145Y. Gao, F. Huang, H. Lin, J. Zhou, J. Xu, Y. Wang. Adv. Func. Mater., 26 (2016) 3139—3145L. Li, X. Tang, Z. Wu, Y. Zheng, S. Jiang, X. Tang, G. Xiang, X. Zhou. J. Alloys Compd., 780 (2019) 266—275L. Li, X. Tang, Z. Wu, Y. Zheng, S. Jiang, X. Tang, G. Xiang, X. Zhou. J. Alloys Compd., 780 (2019) 266—275D. V. M. Paiva, S. K. Jakka, M. A. S. Silva, J. P. C. Nascimento, M. P. F. Graça, A. S. B. Sombra, M. J. Soares, S. E. Mazzetto, P. B. A. Fechine, K. Pavani. Optik, 246 (2021) 167825—167832D. V. M. Paiva, S. K. Jakka, M. A. S. Silva, J. P. C. Nascimento, M. P. F. Graça, A. S. B. Sombra, M. J. Soares, S. E. Mazzetto, P. B. A. Fechine, K. Pavani. Optik, 246 (2021) 167825—167832I. E. Kolesnikov, D. V. Mamonova, M. A. Kurochkin, V. A. Medvedev, E. Yu. Kolesnikov. J. Alloys Compd., 922 (2022) 166182I. E. Kolesnikov, D. V. Mamonova, M. A. Kurochkin, V. A. Medvedev, E. Yu. Kolesnikov. J. Alloys Compd., 922 (2022) 166182J. Deng, Z. Wang, W. Zhou, M. Yu, J. Min, X. Jiang, Z. Xue, C. Ma, Z. Cheng, G. Luo. Ceram. Int., 49, N 9 (2023) 14478—14486J. Deng, Z. Wang, W. Zhou, M. Yu, J. Min, X. Jiang, Z. Xue, C. Ma, Z. Cheng, G. Luo. Ceram. Int., 49, N 9 (2023) 14478—14486M. A. Melkozerova, O. A. Lipina, Ya. V. Baklanova, A. P. Tyutyunnik, V. G. Zubkov. J. Phys. Chem. Solids, 103 (2017) 76M. A. Melkozerova, O. A. Lipina, Ya. V. Baklanova, A. P. Tyutyunnik, V. G. Zubkov. J. Phys. Chem. Solids, 103 (2017) 76A. Y. Chufarov, O. A. Lipina, L. L. Surat, M. A. Melkozerova, Y. V. Baklanova, A. N. Enyashin, A. P. Tyutyunnik, D. G. Kellerman, V. G. Zubkov. Cryst. Eng. Comm., 20 (2018) 2404A. Y. Chufarov, O. A. Lipina, L. L. Surat, M. A. Melkozerova, Y. V. Baklanova, A. N. Enyashin, A. P. Tyutyunnik, D. G. Kellerman, V. G. Zubkov. Cryst. Eng. Comm., 20 (2018) 2404O. A. Lipina, Ya. V. Baklanova, I. S. Popov, L. L. Surat, A. Yu. Chufarov, A. P. Tyutyunnik, A. A. Rybnikova, V. G. Zubkov. J. Phys. D: Appl. Phys., 58 (2025) 095302O. A. Lipina, Ya. V. Baklanova, I. S. Popov, L. L. Surat, A. Yu. Chufarov, A. P. Tyutyunnik, A. A. Rybnikova, V. G. Zubkov. J. Phys. D: Appl. Phys., 58 (2025) 095302W. Kraus, G. Nolze. J. Appl. Cryst., 29 (1996) 301—303W. Kraus, G. Nolze. J. Appl. Cryst., 29 (1996) 301—303R. D. Shannon. Acta Crystallogr. Sect. A: Cryst. Phys. Diff. Theor. Gen. Crystallogr., 32 (1976) 751R. D. Shannon. Acta Crystallogr. Sect. A: Cryst. Phys. Diff. Theor. Gen. Crystallogr., 32 (1976) 751V. A. Pustovarov, D. A. Tavrunov, E. O. Savinov, M. N. Sarychev, A. A. Sapov. Opt. Mater., 158 (2025) 116484V. A. Pustovarov, D. A. Tavrunov, E. O. Savinov, M. N. Sarychev, A. A. Sapov. Opt. Mater., 158 (2025) 116484J. Drabik, R. Kowalski, L. Marciniak. Sci. Rep., 10 (2020) 11190J. Drabik, R. Kowalski, L. Marciniak. Sci. Rep., 10 (2020) 11190O. A. Lipina, A. V. Chvanova, L. L. Surat, Ya. V. Baklanova, A. Yu. Chufarov, A. P. Tyutyunnik, V. G. Zubkov. Dalton Trans., 53, N 18 (2024) 7985O. A. Lipina, A. V. Chvanova, L. L. Surat, Ya. V. Baklanova, A. Yu. Chufarov, A. P. Tyutyunnik, V. G. Zubkov. Dalton Trans., 53, N 18 (2024) 7985M. Song, W. Zhao, J. Xue, L. Wang, J. Wang. J. Lumin., 235 (2021) 118014M. Song, W. Zhao, J. Xue, L. Wang, J. Wang. J. Lumin., 235 (2021) 118014C. Han, J. Tan, A. Xiang, T. Yuan. Opt. Mater., 118 (2021) 111232C. Han, J. Tan, A. Xiang, T. Yuan. Opt. Mater., 118 (2021) 111232Y. Chen, Y. Shen, L. Zhou, J. Lin, J. Fu, Q. Fang, R. Ye, Y. Shen, S. Xu, L. Lei, D. Deng. J. Lumin., 249 (2022) 118995Y. Chen, Y. Shen, L. Zhou, J. Lin, J. Fu, Q. Fang, R. Ye, Y. Shen, S. Xu, L. Lei, D. Deng. J. Lumin., 249 (2022) 118995J. Fu, Y. Chen, J. Lin, R. Ye, L. Lei, Y. Shen, D. Deng, S. Xu. Spectrochim. Acta, A, 297 (2023) 122754J. Fu, Y. Chen, J. Lin, R. Ye, L. Lei, Y. Shen, D. Deng, S. Xu. Spectrochim. Acta, A, 297 (2023) 122754K. L. Kelly. J. Opt. Soc. Am., 33 (1943) 627K. L. Kelly. J. Opt. Soc. Am., 33 (1943) 627

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