Параметры лигандного поля активированных самарием алюмоборатных стекол

С использованием параметров поля лиганда исследована природа связи Sm–O в активированных самарием алюмоборатных стеклах, полученных методом закалки расплава. Напряженность кристаллического поля (D_q/B) и параметры Рака B и C получены из высокоэнергетической области спектров поглощения. Параметры B и C описывают влияние межэлектронной силы отталкивания в атоме и, следовательно, аппроксимируют силу связи Sm–O. В спектрах поглощения обнаружены девять полос переходов с нижнего энергетического уровня ⁶H_5/2 самария на более высокие уровни ⁶P^3/2, ⁴I_11/2, ⁶H_j и ⁶F_k (j = 15/2, 1/2, k = 11/2, 9/2, 7/2, 5/2 и 3/2). Связь Sm–O в образцах стекол менее ковалентна из-за высоких значений D_q, B и C. Кристаллическое поле (D_q) и параметры B и C уменьшаются с ростом содержания Sm³⁺, D_q/B увеличивается от 7.87 до 7.89. Тенденция подтверждает ослабление ионного характера (увеличение ковалентности) связи Sm–O в стекле-хозяине. Менее ковалентный характер связи Sm–O дополнен отрицательными значениями (–0.7444, –0.9018, –0.8821 и –0.8821 для GS0.5, GS1.0, GS1.5 и GS2.0 соответственно) оцененных параметров склеивания всех образцов стекла. Приготовленные образцы стекла обладают необходимыми характеристиками для лазерных применений.

1. S. Balaji, P. A. Azeem, R. R. Reddy, Phys. B, 394, 62–68 (2007).

2. A. I. Yenzhyieuski, M. V. Bogdanovich, G. I. Ryabtsev, V. V. Suprun, A. V. Grigor’ev, A. G. Ryabtsev, M. A. Shchemelev, J. Appl. Spectrosc., 76, 505–510 (2009).

3. J. H. Choi, J. Appl. Spectr., 82, 360–366 (2015).

4. G. Lakshminarayana, M. K. Kawa, S. O. Baki, A. Lira, U. Caldino, I. V. Kityk, Opt. Mater. (Amst.), 72, 380–391 (2017).

5. I. I. Kindrat, B. V. Padlyak, R. Lisiecki, Opt. Mater. (Amst.), 49, 241–248 (2015).

6. V. Uma, M. Vijayakumar, K. Marimuthu, G. Muralidharan, J. Mol. Struct., 1151, 266–276 (2018).

7. P. Van Do, V. Phi, V. Xuan, L. Xuan, L. Duy, T. Ngoc, Opt. Mater. (Amst.), 55, 62–67 (2016).

8. K. Annapoorani, K. Maheshvaran, S. Arunkumar, N. S. Murthy, K. Marimuthu, Spectrochim. Acta A: Mol. Biomol. Spectrosc., 135, 1090–1098 (2014).

9. K. Annapoorani, N. S. Murthy, T. R. Ravindran, K. Marimuthu, J. Lumin., 171, 19–26 (2016).

10. P. J. van Der Put, The Inorganic Chemistry of Materials, Springer, New York (1998).

11. K. Bhargavi, M. S. Reddy, P. R. Rao, N. N. Rao, M. S. Rao, V. R. Kumar, N. Veeraiah, Mater. Res. Bull., 47, 267–273 (2012).

12. B. M. Walsh, Judd-Ofelt Theory: Principles and Practices, Springer, The Netherlands (2006).

13. A. Bartecki, K. Kurzak, Pol. Des Sci., 29, 299–305 (1982).

14. Y. A. Tanko, S. K. Ghoshal, M. R. Sahar, J. Mol. Struct., 1117, 64–68 (2016).

15. A. M. Hamza, M. K. Halimah, F. D. Muhammad, K. T. Chan, J. Lumin., 207, 497–506 (2019).

16. V. S. Sastri, J.-C. G. Bunzli, V. R. Rao, G. V. S. Rayudu, J. R. Perumareddi, Modern Aspects of Rare Earths and their Complexes, Elsevier B. V., Amsterdam (2003).

17. Z. G. Mazurak, M. Czaja, Opt. Mater. (Amst.), 33, 506–510 (2011).

18. G. E. Malashkevich, V. N. Sigaev, N. V. Golubev, E. K. Mamadzhanova, A. A. Sukhodola, A. Paleari, P. D. Sarkisov, A. N. Shimko, Mater. Chem. Phys.,137, 48–54 (2012).

19. G. E. Malashkevich, A. N. Shimko, A. P. Stupak, I. V. Prusova, K. N. Nischev, V. M. Kyashkin, A. A. Kornienko, E. B. Dunina, A. V. Semchenko, I.I. Sergeev, J. Appl. Spectrosc., 86, 584–589 (2019).

20. M. A. Marzouk, S. M. Abo-Naf, H. A. Zayed, N. S. Hassan, J. Appl. Spectrosc., 84, 162–169 (2017).

21. I. Hossain, N. K. Shekaili, H. Wagiran, J. Appl. Spectrosc., 82, 149–152 (2015).

22. K. H. S. Shaaban, A. A. El-maaref, M. Abdelawwad, Y. B. Saddeek, H. Wilke, H. Hillmer, J. Lumin., 196, 477–484 (2018).

23. W. T. Carnall, P. R. Fields, K. Rajnak, J. Chem. Phys., 49, 4424–4442 (1968).

24. S. Jain, R. Singh, J. Chem. Pharm. Res., 3, 1–5 (2011).

25. P. Srivastava, J. Appl. Spectrosc., 84, 521–528 (2017).

26. S. Sailaja, C. Nageswara Raju, C. Adinarayana Reddy, B. Deva Prasad Raju, Y. D. Jho, B. Sudhakar Reddy, J. Mol. Struct., 1038, 29–34 (2013).

27. I. Abdullahi, S. Hashim, S.K. Ghoshal, J. Lumin., 216, 116686 (2019).

28. F. Nawaz, M. R. Sahar, S. K. Ghoshal, A. Awang, R. J. Amjad, J. Lumin., 2014, 90–96 (2014).

29. I. Mohammed, S. K. Ghoshal, R. Ari, S. Aishah, J. Lumin., 216, 116713 (2019).

30. S. S. Sastry, B. R. V. Rao, T. Vishwam, Indian J. Phys., 89, 73–80 (2014).

31. A. M. S. Farouk, Y. M. Abo-Zeid, M. A. Khaled, I. Kashif, J. Mater. Sci. Mater. Electron., 6, 393–396 (1995).

32. Y. Chen, Z. Yang, Q. Wang, M. Rong, Q. Zhou, Z. Wang, Dalt. Trans., 48, 10901–10906 (2019).

33. Y. Liu, T. Wang, X. Zhang, C. Cao, L. Yang, Y. Huang, S. Liao, J. Mater. Sci. Mater. Electron., 30, 1870–1877 (2019).

34. M. A. Hassan, F. M. Ebrahim, M. G. Moustafa, Z. M. A. El-fattah, M. M. El-okr, J. Non. Cryst. Solids, 515, 157–164 (2019).

35. I. Abdullahi, S. Hashim, S. K. Ghoshal, A. U. Ahmad, Mater. Chem. Phys., 247, 122862 (2020).

36. W. F. James, Handbook of Optical Materials, CRC Press, New York (2003).