ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИЧЕСКОЙ ШИРИНЫ ЗАПРЕЩЕННОЙ ЗОНЫ И ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ ПОЛУЧЕННОГО ТВЕРДОФАЗНОЙ РЕАКЦИЕЙ ПЕРОВСКИТА ЦИРКОНАТА БАРИЯ, ЛЕГИРОВАННОГО САМАРИЕМ

Исследованы структурные и оптические свойства керамики Ba_{1- x} Sm_2x/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 состояния⁴G_5/2 в основные состояния⁶H_j (j = 5/2, 7/2, 9/2 и т.д.).

керамика, перовскит, оптическая запрещенная зона, фотолюминесценция, ceramics, perovskites, optical band gap, photoluminescence

1. C. M. Reddy, B. D. P Raju, N. J. Sushma, N. S. Dhoble, S. J. Dhoble, Renew. Sustain. Energy Rev., 5, 1566-584 (2015).

2. A. Kumari, V. K. Rai, K. Kumar, Spectrochim. Acta A, 127, 98-101 (2014).

3. Y. Yuana, X. Zhanga, L. Liua, X. Jianga, J. Lva, Z. Lia, Z. Zoua, Int. J. Hydrogen Energy, 33, 5941-5946 (2008).

4. 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).

5. R. Borja-Urby, L. A. D. Torres, P. Salas, C. A. Chavez, O. Meza, Mater. Sci. Eng. B, 176, 1388-1392 (2011).

6. J. Oliva, E. De la Rosa, L. A. Diaz-Torres, P. Salas, C. Ángeles-Chavez, J. Appl. Phys., 104, 023505 (2008).

7. A. C. Larson, R.B. Von Dreele, General Structure Analysis System (GSAS), LAUR, 86-748 (2004).

8. 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).

9. 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).

10. V. M. Longo, L. S. Cavalcante, A. T. de Figueiredo, L. P. S. Santos, Appl. Phys. Lett., 90, 091906 (2007).

11. 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).

12. S. K. Gupta, P. S. Ghosh, N. Pathak, A. Aryab, V. Natarajana, RSC Adv., 4, 29202 (2014).

13. M. Borah, D. Mohanta, J. Appl. Phys., 112, 124321 (2012).

14. N. Kumari, A. Ghosh, S. Tewari, A. Bhattacharjee, Indian J. Phys., 88, 65-70 (2014).

15. S. Parida, A. Satapathy, E. Sinha, A. Bisen, S. K. Rout, Metall. Mater. Trans. A, 46A, 1277-1286 (2015).

16. P. G. Sundell, M. E. Björketun, G. Wahnström, Phys. Rev. B, 73, 104112 (2006).

17. R. Terki, H. Feraoun, G. Bertrand, H. Aourag, Phys. Status Solidi, 242, 1054-1062 (2005).

18. P. Barik, T. K. Kundu, S. Ram, Philos. Mag. Lett., 89, 545-555 (2009).

19. 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).

20. G. E. Malashkevich, I. M. Mel’nichenko, E. N. Poddenezhny, A. V. Semchenko, Phys. Solid State, 40, 420-426 (1998).

21. S. K. Raut, N. S. Dhoble, K. Park, S. J. Dhoble, Mater. Chem. Phys., 147, 594-603 (2014).