zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-643Research ArticleСтатьиСПЕКТРАЛЬНО-КИНЕТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ПЕРЕДАЧА ЭНЕРГИИ В НАНОЧАСТИЦАХ ТВЕРДОГО РАСТВОРА Y0.5–xCe0.5TbxF3SPECTRAL-KINETIC PROPERTIES AND ENERGY TRANSFER IN NANOPARTICLES OF Y0.5–xCe0.5TbxF3 SOLID SOLUTIONНизамутдиновА. С.NizamutdinovA. S.anizamutdinov@mail.ruМадировЭ. И.MadirovE. I.

420008, Казань

Kazan, 420008

ЛукиноваЕ. В.LukinovaE. V.

420008, Казань

Kazan, 420008

КиямовА. Г.KiyamovA. G.

420008, Казань

Kazan, 420008

АндрееваД. Д.AndreevaD. D.

420008, Казань

Kazan, 420008

ПудовкинМ. С.PudovkinM. S.

420008, Казань

Kazan, 420008

КораблеваС. Л.KorablevaS. L.

420008, Казань

Kazan, 420008

СемашкоВ. В.SemashkoV. V.

420008, Казань

Kazan, 420008

Институт физики, Казанский федеральный университетInstitute of Physics, Kazan Federal University202030062020873454461Copyright © Низамутдинов А.С., Мадиров Э.И., Лукинова Е.В., Киямов А.Г., Андреева Д.Д., Пудовкин М.С., Кораблева С.Л., Семашко В.В., 20202020Низамутдинов А.С., Мадиров Э.И., Лукинова Е.В., Киямов А.Г., Андреева Д.Д., Пудовкин М.С., Кораблева С.Л., Семашко В.В.Nizamutdinov A.S., Madirov E.I., Lukinova E.V., Kiyamov A.G., Andreeva D.D., Pudovkin M.S., Korableva S.L., Semashko V.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/643

Кристаллические наночастицы Y0.5–xCe0.5TbxF3, активированные ионами Tb3+ с различными концентрациями (x = 0, 0.005, 0.01, 0.05, 0.1, 0.15, 0.2), синтезированы методом соосаждения. Кристаллическая структура и химический состав наночастиц исследованы методами просвечивающей электронной микроскопии, сканирующей электронной микроскопии и рентгеновской дифрактометрии. Получены наночастицы твердых растворов эллиптической формы размером 10—15 нм по длинной оси и хорошей кристалличности со структурой кристалла CeF3. Исследованы спектральнокинетические свойства кристаллических наночастиц Y0.5–xCe0.5TbxF3, а также влияние концентрации ионов активатора Tb3+ на передачу энергии от ионов Ce3+ к Tb3+. Передача энергии от ионов Ce3+ к Tb3+ в нанокристаллах твердых растворов Y0.5–xCe0.5TbxF3 происходит преимущественно через диполь-дипольное взаимодействие. Результаты оценок эффективности передачи энергии от ионов Ce3+ к Tb3+ показывают ее возрастание с увеличением концентрации ионов Tb3+.

The crystalline nanoparticles of Y0.5–xCe0.5TbxF3, doped with Tb3+ ions with various concentrations (x = 0, 0.005, 0.01, 0.05, 0.1, 0.15, 0.2) were synthesized via co-precipitation method. The crystal structure and chemical composition of the nanoparticles were studied using transmission electron microscopy, scanning electron microscopy, and x-ray diffractometry. The obtained nanoparticles of solid solutions had an elliptical shape with a size of 10—15 nm along the long axis and good crystallinity with the structure of a CeF3 crystal. The spectral-kinetic properties of the obtained nanoparticles, as well as the effect of the concentration of Tb3+ activator ions on the energy transfer from Ce3+ to Tb3+ ions were investigated. Energy transfer from Ce3+ to Tb3+ ions in nanocrystals of the Y0.5–xCe0.5TbxF3 solid solutions occurs mainly through the dipole-dipole interaction. The results of evaluating the efficiency of energy transfer from Ce3+ to Tb3+ ions show its increase with increasing the concentration of Tb3+ ions.

наночастицаредкоземельный элементтербийцерийnanoparticlerare-earth elementterbiumceriumРабота выполнена за счет средств, выделенных Казанскому федеральному университету для выполнения государственного задания в сфере научной деятельности.ReferencesRaymond B. King, Stephen J. McMahon, Wendy B. Hyland, Suneil Jain, Karl T. Butterworth, Kevin M. Prise, Alan R. Hounsell, Conor K. McGarry. Cancer Nanotechnol., 8, N 1 (2017) 3Raymond B. King, Stephen J. McMahon, Wendy B. Hyland, Suneil Jain, Karl T. Butterworth, Kevin M. Prise, Alan R. Hounsell, Conor K. McGarry. Cancer Nanotechnol., 8, N 1 (2017) 3Wei Chen, Jun Zhang. J. Nanosci. Nanotechnol., 6, N 4 (2006) 1159—1166Wei Chen, Jun Zhang. J. Nanosci. Nanotechnol., 6, N 4 (2006) 1159—1166Daniel R. Cooper, John A. Capobianco, Jan Seuntjens. Nanoscale, 10, N 16 (2018) 7821—7832Daniel R. Cooper, John A. Capobianco, Jan Seuntjens. Nanoscale, 10, N 16 (2018) 7821—7832K.Popovich, L. Procházková, I. T. Pelikánová, M. Vlk, M. Palkovský, V. Jarý, M. Nikl, V. Múčka, E. Mihóková, V. Čuba. Radiat. Measur., 90 (2016) 325—328K.Popovich, L. Procházková, I. T. Pelikánová, M. Vlk, M. Palkovský, V. Jarý, M. Nikl, V. Múčka, E. Mihóková, V. Čuba. Radiat. Measur., 90 (2016) 325—328Sandhya Clement, Wei Deng, Elizabeth Camilleri, Brian C. Wilson, Ewa M. Goldys. Sci. Rep., 6 (2016) 19954Sandhya Clement, Wei Deng, Elizabeth Camilleri, Brian C. Wilson, Ewa M. Goldys. Sci. Rep., 6 (2016) 19954Miao Wang, Yujun Shi, Guoqing Jiang, Yanfeng Tang. Mater. Lett., 65, N 12 (2011) 1945—1948Miao Wang, Yujun Shi, Guoqing Jiang, Yanfeng Tang. Mater. Lett., 65, N 12 (2011) 1945—1948Anees A. Ansari, M. Aslam Manthrammel. J. Inorg. Organometal. Polym. Mater., 27, N 1 (2017) 194—200Anees A. Ansari, M. Aslam Manthrammel. J. Inorg. Organometal. Polym. Mater., 27, N 1 (2017) 194—200Laércio Gomes, Horácio Marconi da Silva MD Linhares, Rodrigo Uchida Ichikawa, Luis Gallego Martinez, Sonia Licia Baldochi. Opt. Mater., 54 (2016) 57—66Laércio Gomes, Horácio Marconi da Silva MD Linhares, Rodrigo Uchida Ichikawa, Luis Gallego Martinez, Sonia Licia Baldochi. Opt. Mater., 54 (2016) 57—66Wenjuan Huang, Mingye Ding, Hengming Huang, Chenfei Jiang, Yan Song, Yaru Ni, Chunhua Lu, Zhongzi Xu. Mater. Res. Bull., 48, N 2 (2013) 300—304Wenjuan Huang, Mingye Ding, Hengming Huang, Chenfei Jiang, Yan Song, Yaru Ni, Chunhua Lu, Zhongzi Xu. Mater. Res. Bull., 48, N 2 (2013) 300—304Anyanee Kamkaew, Feng Chen, Yonghua Zhan, Rebecca L. Majewski, Weibo Cai. Acs. Nano, 10, N 4 (2016) 3918—3935Anyanee Kamkaew, Feng Chen, Yonghua Zhan, Rebecca L. Majewski, Weibo Cai. Acs. Nano, 10, N 4 (2016) 3918—3935Alexander B. Shcherbakov, Nadezhda M. Zholobak, Alexander E. Baranchikov, Anastasia V. Ryabova, Vladimir K. Ivanov. Mater. Sci. Eng. C, 50 (2015) 151—159Alexander B. Shcherbakov, Nadezhda M. Zholobak, Alexander E. Baranchikov, Anastasia V. Ryabova, Vladimir K. Ivanov. Mater. Sci. Eng. C, 50 (2015) 151—159Mykhaylo Yu. Losytskyy, Liliia V. Kuzmenko, Oleksandr B. Shcherbakov, Nikolai F. Gamaleia, Andrii I. Marynin, Valeriy M. Yashchuk. Nanoscale Res. Lett., 12, N 1 (2017) 294Mykhaylo Yu. Losytskyy, Liliia V. Kuzmenko, Oleksandr B. Shcherbakov, Nikolai F. Gamaleia, Andrii I. Marynin, Valeriy M. Yashchuk. Nanoscale Res. Lett., 12, N 1 (2017) 294Xiaojie Wang, Tianqi Sheng, Zuoling Fu, Wenhao Li, Jung Hyun Jeong. Mater. Res. Bull., 48, N 6 (2013) 2143—2148Xiaojie Wang, Tianqi Sheng, Zuoling Fu, Wenhao Li, Jung Hyun Jeong. Mater. Res. Bull., 48, N 6 (2013) 2143—2148Zhong Sun, Yuebin Li, Xing Zhang, Mingzhen Yao, Lun Ma, Wei Chen. J. Nanosci. Nanotechnol., 9, N 11 (2009) 6283—6291Zhong Sun, Yuebin Li, Xing Zhang, Mingzhen Yao, Lun Ma, Wei Chen. J. Nanosci. Nanotechnol., 9, N 11 (2009) 6283—6291H. Guo. Appl. Phys. B, 84, N 1-2 (2006) 365H. Guo. Appl. Phys. B, 84, N 1-2 (2006) 365M. S. Pudovkin, P. V. Zelenikhin, V. Shtyreva, O. A. Morozov, D. A. Koryakovtseva, V. V. Pavlov, Y. N. Osin, V. G. Evtugyn, A. A. Akhmadeev, A. S. Nizamutdinov, V. V. Semashko. J. Nanotechnology (2018) 8516498M. S. Pudovkin, P. V. Zelenikhin, V. Shtyreva, O. A. Morozov, D. A. Koryakovtseva, V. V. Pavlov, Y. N. Osin, V. G. Evtugyn, A. A. Akhmadeev, A. S. Nizamutdinov, V. V. Semashko. J. Nanotechnology (2018) 8516498E. M. Alakshin, A. V. Klochkov, E. I. Kondratyeva, S. L. Korableva, A. G. Kiiamov, D. S. Nuzhina, A. A. Stanislavovas, M. S. Tagirov, M. Yu Zakharov, S. Kodjikian. J. Nanomaterials (2016) 7148307E. M. Alakshin, A. V. Klochkov, E. I. Kondratyeva, S. L. Korableva, A. G. Kiiamov, D. S. Nuzhina, A. A. Stanislavovas, M. S. Tagirov, M. Yu Zakharov, S. Kodjikian. J. Nanomaterials (2016) 7148307Devesh Bekah, Daniel Cooper, Konstantin Kudinov, Colin Hill, Jan Seuntjens, Stephen Bradforth, Jay Nadeau. J. Photochem. Photobiol. A: Chem., 329 (2016) 26—34Devesh Bekah, Daniel Cooper, Konstantin Kudinov, Colin Hill, Jan Seuntjens, Stephen Bradforth, Jay Nadeau. J. Photochem. Photobiol. A: Chem., 329 (2016) 26—34Chunxia Li, Xiaoming Liu, Piaoping Yang, Cuimiao Zhang, Hongzhou Lian, Jun Lin. J. Phys. Chem. C, 112, N 8 (2008) 2904—2910Chunxia Li, Xiaoming Liu, Piaoping Yang, Cuimiao Zhang, Hongzhou Lian, Jun Lin. J. Phys. Chem. C, 112, N 8 (2008) 2904—2910Allan Zalkin, D. H. Templeton. J. Am. Chem. Soc., 75, N 10 (1953) 2453—2458Allan Zalkin, D. H. Templeton. J. Am. Chem. Soc., 75, N 10 (1953) 2453—2458A. J. Wojtowicz, M. Balcerzyk, E. Berman, A. Lempicki. Phys. Rev. B, 49, N 21 (1994) 14880—14895A. J. Wojtowicz, M. Balcerzyk, E. Berman, A. Lempicki. Phys. Rev. B, 49, N 21 (1994) 14880—14895Metz, Philip Werner, Daniel‐Timo Marzahl, Ahmad Majid, Christian Kränkel, Günter Huber. Laser Photon. Rev., 10, N 2 (2016) 335—344Metz, Philip Werner, Daniel‐Timo Marzahl, Ahmad Majid, Christian Kränkel, Günter Huber. Laser Photon. Rev., 10, N 2 (2016) 335—344Z. L. Wang, Z. W. Quan, P. Y. Jia, C. K. Lin, Y. Luo, Y. Chen, J. Fang, W. Zhou, C. J. O’Connor, J. Lin. Chem. Mater., 18 (2006) 2030—2037Z. L. Wang, Z. W. Quan, P. Y. Jia, C. K. Lin, Y. Luo, Y. Chen, J. Fang, W. Zhou, C. J. O’Connor, J. Lin. Chem. Mater., 18 (2006) 2030—2037Marcin Runowski, Stefan Lis. J. Alloy. Compound., 661 (2016) 182—189Marcin Runowski, Stefan Lis. J. Alloy. Compound., 661 (2016) 182—189Б. Я. Свешников, В. В. Широков. Опт. и спектр., 12, № 5 (1962) 576—581Б. Я. Свешников, В. В. Широков. Опт. и спектр., 12, № 5 (1962) 576—581C. Pedrini, B. Moine, D. Bouttet, A. N. Belsky, V. V. Mikhailin, A. N. Vasil’ev. Chem. Phys. Lett., 206, N 5-6 (1993) 470—474C. Pedrini, B. Moine, D. Bouttet, A. N. Belsky, V. V. Mikhailin, A. N. Vasil’ev. Chem. Phys. Lett., 206, N 5-6 (1993) 470—474P. Dorenbos, A. J. J. Bos. Radiat. Measur., 43 (2008) 139—145P. Dorenbos, A. J. J. Bos. Radiat. Measur., 43 (2008) 139—145V. V. Semashko, M. A. Dubinskii, R. Yu. Abdulsabirov, S. L. Korableva, A. K. Naumov, A. S. Nizamutdinov, M. S. Zhuchkv. Proc. SPIE, 4766 (2002) 119—126; doi: 10.1117/12V. V. Semashko, M. A. Dubinskii, R. Yu. Abdulsabirov, S. L. Korableva, A. K. Naumov, A. S. Nizamutdinov, M. S. Zhuchkv. Proc. SPIE, 4766 (2002) 119—126; doi: 10.1117/12V. V. Semashko, M. A. Dubinskii, R. Yu. Abdulsabirov, A. K. Naumov, S. L. Korableva. Conf. Lasers and Electro-Optics Europe-Technical Digest (2001) № CPD6V. V. Semashko, M. A. Dubinskii, R. Yu. Abdulsabirov, A. K. Naumov, S. L. Korableva. Conf. Lasers and Electro-Optics Europe-Technical Digest (2001) № CPD6Guo Bin, Zhi-Wei Zhang, Da-Guo Jiang, Yu-Nong Li, Xin-Yuan Sun. J. Lumin., 206 (2019) 244—249Guo Bin, Zhi-Wei Zhang, Da-Guo Jiang, Yu-Nong Li, Xin-Yuan Sun. J. Lumin., 206 (2019) 244—249Э. Б. Ершов. Прикл. эконометрика, № 4 (2008)Э. Б. Ершов. Прикл. эконометрика, № 4 (2008)

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