Effect of Decanting of Yb:Y₂O₃ + 5 Mol.%ZrO₂ Nanopowders in Ethyl Alcohol on the Optical Quality of the Ceramics Synthesized from Them

The drying conditions (in vacuum and in air) for sedimented in ethanol Yb:Y₂O₃ + 5 mol.%ZrO₂ nanoparticles have an impact on the optical quality of ceramic samples made of them, as it has been investigated. The studies were conducted using methods of absorption spectroscopy, both in 200–1100 nm region and mid-infrared region, as well as Raman scattering. It has been shown that, regardless of the drying process for nanopowders, carbonate radicals as well as fragments of ethanol and water are produced in the ceramics, leading to the formation of complex crystalline defects that include divalent ytterbium ions. Due to these defects, the transparency of the ceramics decreases and the photoluminescence of trivalent ytterbium is excited by laser radiation with wavelength of 785 nm. The most significant negative effect of these defects on transparency was observed in ceramics made of nanopowders that were dried in a vacuum.

1. S. N. Bagayev, V. V. Osipov, V. A. Shitov, E. V. Pestryakov, V. S. Kijko, R. N. Maksimov, K. E. Lukyashin, A. N. Orlov, K. V. Polyakov, V. V. Petrov. J. Eur. Ceram. Soc., 32, N 16 (2012) 4257—4262

2. J. Lu, K. Takaichi, T. Uematsu, A. Shirakawa, M. Musha, K. Ueda, H. Yagi, T. Yanagitani, A. A. Kaminskii. Jpn. Appl. Phys., 41 (2002) 1373—1375

3. K. Takaichi, H. Yagi, J. Lu, J.-F. Bisson, A. Shirakawa, K. Ueda, T. Yanagitani, A. A. Kaminskii. Appl. Phys. Lett., 84 (2004) 317—319

4. V. V. Osipov, V. V. Platonov, V. V. Lisenkov, E. V. Tikhonov, A. V. Podkin. Appl. Phys. A, 124 (2018) 3

5. Ю. А. Котов, В. В. Осипов, О. М. Саматов, М. Г. Иванов, В. В. Платонов, А. М. Мурзакаев, Е. И. Азаркевич, А. И. Медведев, А. К. Штольц, О. Р. Тимошенкова. ЖТФ, 74, № 3 (2004) 72—77

6. А. Н. Харланов, М. И. Шилина. Инфракрасная спектроскопия для исследования адсорбционных, кислотных и основных свойств поверхности гетерогенных катализаторов: уч.-метод. пособие, Москва, Хим. факультет МГУ имени М. В. Ломоносова (2011) 76—83

7. Л. Литтл. Инфракрасные спектры адсорбированных молекул, Москва, Мир (1969) 64—119

8. К. Накамото. ИК-спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений, Москва, Мир (1991) 255—259

9. В. В. Осипов, В. И. Соломонов, А. В. Спирина, Э. Г. Вовкотруб, В. Н. Стрекаловский. Опт. и спектр., 116, № 4 (2014) 102—111 [V. V. Osipov, V. I. Solomonov, A. V. Spirina, E. G. Vovkotrub, V. N. Strekalovskii. Opt. Spectr., 116, N 6 (2014) 946—955]

10. J. Yu, L. Cui, H. He, S. Yan, Y. Hu, H. Wu. J. Rare Earths, 32, N 1 (2014) 1—4

11. В. Д. Румянцева, А. С. Горшкова, А. Ф. Миронов. Вестн. МИТХТ, 9, № 1 (2014) 3—17

12. В. И. Соломонов, В. В. Осипов, А. В. Спирина. Опт. и спектр., 117, № 3 (2014) 457—462 [V. I. Solomonov, V. V. Osipov, A. V. Spirina. Opt. Spectr., 117, N 3 (2014) 441—446]

13. В. И. Соломонов, А. Н. Орлов, А. В. Спирина, С. Ф. Конев, С. О. Чолах, К. Е. Лукьяшин. Опт. и спектр., 117, № 6 (2014) 934—939 [V. I. Solomonov, A. N. Orlov, A. V. Spirina, S. F. Konev, S. O. Cholakh, K. E. Luk’yashin. Opt. Spectr., 117, N 6 (2014) 908—913]

14. T. S. Piper, J. P. Brown, D. S. McClure. J. Chem. Phys., 46 (1967) 1353—1358

15. М. В. Еремин. Опт. и спектр., 29 (1970) 100—108