Короткохвильова люмінесценція подвійних фосфатів цинку / мангану Zn2-xMnxP2O7•nH2O (n = 0, 1, 5; х = 0 - 2)
Анотація
SHORT-WAVE LUMINESCENCE OF DOUBLE PHOSPHATES
Zn2-xMnxP2O7·nH2O (n = 0, 1, 5; х = 0 - 2)
V. Boyko, O. Gomenyuk, S. Nedilko
Aim of researches - to investigate short-wave luminescence (range of 280 - 650 nm) of standards - diphosphates Zn2-xMnxP2O7·nH2O without Mn (x = 0) and with Mn (x ≠ 0), both waterless (n = 0) and with different content of crystallizational water (n = 1 - 5). Such researches practically were not conducted and have not only scientific interest from position of physics of luminescent processes in such materials but also give information on the structure of hydrates of double phosphates of Zn/ Mn, that known for the practical applications. These researches are actual and perspective.
Experimental methods and equipments for experimental researches
Luminescence of standards was investigated at T = 4,2; 77 and 300 К. Standards took place in helium or nitric refrigerators, in liquid helium or nitrogen at the temperature of standards 4,2 or 77 К accordingly. Luminescence was excited by the radiation of laser (wave-length of excitation l = 337,1 nm) and by the radiation of xenon lamp (area lengths of waves of excitation of 300 - 650 nm).
Spectrums of luminescence at excitation in the areas of a vacuum ultraviolet and spectrums excitation in this area measured at the station of SUPERLUMI to the synchrotron of DESY toHamburg(Germany). The spectrums of luminescence were written down in the range of lengths of waves of 275 - 950 nm spectrums of excitation of luminescence - in the range of 50 - 334 nm at temperatures from subzero (helium) 10 К to 300 K.
Experimental results and their discussions
In the spectrums of short-wave luminescence (range of 280 - 650 nm) of investigational diphosphates of zinc Zn2-xMnxP2O7·nH2O without Mn (x = 0) and with Mn (x ≠ 0), both waterless (n = 0) and with different content of crystallizational water (n = 1 - 5) there is two the basic component radiations separated after a location. It is a stripe that lies in a range near 340 nm and wide stripe of blue-pink radiation are in the range of 350 - 650 nm, position of a maximum of by-pass that depends on composition Zn/Mnand from the amount of molecules of water. Our experimental data in relation to these stripes of radiation, for today, not enough, to do exact conclusions in relation to their origin. Literary data, where luminescent properties of similar connections, also avaricious enough, are described. Red luminescence that for waterless connections better became excited in the short-wave components of spectrums of excitation, for connections with water better becomes excited in long-wave, that confirms existence of the different systems of defects also.
Сonclusions
1. The brought results over allow to examine ultraviolet, so blue-pink luminescence of investigational connections, as such, that created by the defects of structure. About it testifies that addition of water results in the strong increase of intensity of long-wave components even, while short-wave part of spectrums does not almost change.
2. Red luminescence that for waterless connections better became excited in the short-wave components of spectrums of excitation confirms existence of the different systems of defects, that is created by the molecules of water, the atoms of that can be included in the nearest surroundings of bivalent metal of grate in different surroundings (both tetrahedral and in octahedral).
Посилання
Arthur, L. Smith. (1951). Luminescence of three forms of Zinc Orthophosphate: Mn. J. of the Electrochemical Society, 98 (9), 363–368.
B. Han, R. Y., Korotkov, B. W. Wessels, M. P. Ulmer (2004). Optical properties of Mn4+ ions in GaN:Mn codoped with Mg acceptors. Applied Physics Letters, 84 (26), 5320–5322.
Muuga, I. A., Lushchik, N. E. (1962). The sensitized luminescence of the Ca3(PO4)2 - Ga, Mn and Ca3(PO4)2-In, Mn. Research on the luminescence. Proceedings of the Institute of Physics and Astronomy, Academy of Sciences of the Estonian SSR, Tartu, 21, 51.
J. Lakshmana, Rao, B. Deva Prasad, Raju, N. O., Gopul, K. V., Narasimhulu (2005). Electron paramagnetic resonance and optical absorption studies on Mn2+
ions doped in KZnClSO4.3H2O single crystals. Physica B, 355, 207–215.
A., Patra, Gary A., Baker, Sheila N., Baker (2005). Effects of dopand concentration and annealing temperature on the phosphorence from Zn2SiO4:Mn2+ nanocrystals. Journal of Luminescence, 111, 105–111.
Fuhai, Su, Baoshan, Ma, Kun, Ding [et al.] (2006). Luminescence temperature and pressure studies of Zn2SiO4 phosphors doped with Mn2+ and Eu3+ ions. Journal of Luminescence,116, 117–126.
Crispin, Calvo. (1965). The crystal structure and phase transitions of -Zn2P2O7 . Canad. J. of Chem., 43. 1147–1153.
Kaminskiy, A. A. (1975).The laser crystals. Moscow: Nauka, 268.
Constant, Z. A. (1987). Divalent metal phosphates. Riga: Zinatne, 371.
Boiko. V. V., Homeniuk, O.V., Nedilko, S.H. (2015). Liuminestsentni vlastyvosti pirofosfativ tsynku-manhanu [Luminescent properties of zinc-manganese pyrophosphate ]. Naukovyi visnyk NUBiP Ukrainy. Seriia «Tekhnika ta enerhetyka APK», 224, 122-131.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).