Кристаллическая структура, люминесцентные свойства, перспективы использования в оптической термометрии соединений Ba₃La_2–хTb_x(Ge₃O₉)₂, Ba₃La_1.3Tb_0.7–xEu_x(Ge₃O₉)₂

Исследованы новые термочувствительные люминесцентные материалы на основе Ba₃La₂(Ge₃O₉)₂, легированного ионами Tb³⁺ либо Tb³⁺/Eu³⁺. Синтез твердых растворов Ba₃La_2-х Tb_x(Ge₃O₉)₂ и Ba₃La1.3Tb_0.7–xEu_x(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 Ba₃La_2–xTb_x(Ge₃O₉)₂ изучены при возбуждении излучением с λ_ex = 377 нм. Спектры состоят из ряда полос в области 470—640 нм, обусловленных переходами с возбужденного уровня ⁵D₄ на ⁷F_J (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→⁷F_J (J = 0, 1, 2, 3, 4) в ионах европия. Для образца Ba₃La_1.3Tb_0.1Eu_0.6(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 S_a (1.05 %/К) и S_r (1.00 %/К) достигаются при T = 298 К.

1. C. D. S. Brites, A. Millán, L. D. Carlos. Hand. Phys. Chem. Rare Earths, 49 (2016) 339

2. C. D. S Brites, P. P Lima, N. J. O. Silva, A. Millán, V. S. Amaral, F. Palacio, L. D. Carlos. Nanoscale, 4 (2012) 4799

3. V. K. Rai, S. B. Rai. Appl. Phys., 87 (2007) 323

4. M. 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—157

5. А. 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) 383

6. О. А. Липина, Т. С. Спиридонова, Я. В. Бакланова, Е. Г. Хайкина. Журн. неорг. химии, 68, № 5 (2023) 603

7. O. A. Lipina, Ya. V. Baklanova, T. S. Spiridonova, E. G. Khaikina. Cryst. Eng. Comm., 26, N 3 (2024) 277

8. O. 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) 7482

9. И. В. Бакланова, В. Н. Красильников, А. П. Тютюнник, Я. В. Бакланова. Журн. прикл. спектр., 91, № 2 (2024) 184

10. W. Xu, X. Zhu, D. Zhao, L. J. Zheng, F. K. Shang, Z. G. Zhang. J. Rare Earths, 40, N 2 (2022) 201

11. L. Zhao, B. Lou, J. Mao, B. Jiang, X. Wei, Y. Chen, M. Yin. Mater. Res. Bull., 109 (2019) 103

12. Y. 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) 175268

13. Y. Gao, F. Huang, H. Lin, J. Zhou, J. Xu, Y. Wang. Func. Mater., 26 (2016) 3139

14. А. В. Чванова, О. А. Липина, А. Ю. Чуфаров, А. П. Тютюнник. Л. Л. Сурат, В. Г. Зубков. Опт. и спектр., 132, № 6 (2024) 659

15. M. Song, W. Zhao, J. Xue, L. Wang, J. Wang. J. Lumin., 235 (2021) 118014

16. Y. Zhang, X. Chen, Y. Bu, Y. Chen, J. Fu, J. Li, D. Deng. Opt. Commun., 542, N 8 (2023) 129587

17. J. Xue, H. M. Noh, B. C. Choi, S. H. Park, J. H. Kim, J. H. Jeong, P. Du. Chem. Eng. J., 382 (2020) 122861

18. Y. Gao, F. Huang, H. Lin, J. Zhou, J. Xu, Y. Wang. Adv. Func. Mater., 26 (2016) 3139—3145

19. L. Li, X. Tang, Z. Wu, Y. Zheng, S. Jiang, X. Tang, G. Xiang, X. Zhou. J. Alloys Compd., 780 (2019) 266—275

20. D. 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—167832

21. I. E. Kolesnikov, D. V. Mamonova, M. A. Kurochkin, V. A. Medvedev, E. Yu. Kolesnikov. J. Alloys Compd., 922 (2022) 166182

22. J. 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—14486

23. M. A. Melkozerova, O. A. Lipina, Ya. V. Baklanova, A. P. Tyutyunnik, V. G. Zubkov. J. Phys. Chem. Solids, 103 (2017) 76

24. A. 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) 2404

25. O. 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) 095302

26. W. Kraus, G. Nolze. J. Appl. Cryst., 29 (1996) 301—303

27. R. D. Shannon. Acta Crystallogr. Sect. A: Cryst. Phys. Diff. Theor. Gen. Crystallogr., 32 (1976) 751

28. V. A. Pustovarov, D. A. Tavrunov, E. O. Savinov, M. N. Sarychev, A. A. Sapov. Opt. Mater., 158 (2025) 116484

29. J. Drabik, R. Kowalski, L. Marciniak. Sci. Rep., 10 (2020) 11190

30. O. 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) 7985

31. M. Song, W. Zhao, J. Xue, L. Wang, J. Wang. J. Lumin., 235 (2021) 118014

32. C. Han, J. Tan, A. Xiang, T. Yuan. Opt. Mater., 118 (2021) 111232

33. Y. 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) 118995

34. J. Fu, Y. Chen, J. Lin, R. Ye, L. Lei, Y. Shen, D. Deng, S. Xu. Spectrochim. Acta, A, 297 (2023) 122754

35. K. L. Kelly. J. Opt. Soc. Am., 33 (1943) 627