Формирование минералоподобных фаз в системе Sr9In(PO4)7–Ca9Ln(PO4)7

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

   Объект исследования. Серия минералоподобных фаз со структурой стронциовитлокита (1–x)Sr9In(PO4)7–xCa9Ln(PO4)7 Ln = Eu3+, Yb3+.   Цель. Проанализировать фазообразование и дать кристаллохимические аспекты формирования минералоподобных фаз в системе.   Методы. Для достижения цели применялся следующий комплекс методов: рентгеновская дифракция, генерация второй оптической гармоники (ГВГ), диэлектрическая спектроскопия, фотолюминесцентная спектроскопия.   Результаты. Высокотемпературным твердофазным методом были получены сложные фосфаты со структурой стронциовитлокита, что подтверждено рентгеновской дифракцией. Дифрактограммы синтезированных фаз соотносятся с ранее изученным Sr9In(PO4)7. Для всех образцов сигнал ГВГ не обнаружен в пределах чувствительности лазерной установки, что указывает на наличие центра симметрии в исследуемых системах. На температурной зависимости диэлектрической проницаемости регистрируются аномалии для всех исследуемых составов, в отличии от тангенса угла диэлектрических потерь, где никаких аномалий не было зарегистрировано. Схожее поведение в диэлектрических величинах может указывать на изоструктурность рассматриваемых соединений, а также на кристаллизацию в неполярной пространственной группе. Показано, что образцы обладают стабильной фотолюминесценцией в красно-оранжевой области за счет излучения катионов Eu3+, в то время как образы, содержащие Yb3+ обладают фотолюминесценцией в ИК области.   Выводы. В серии (1–x)Sr9In(PO4)7–xCa9Ln(PO4)7 вещества будут кристаллизоваться в структуре Sr9In(PO4)7, где позиции Sr2+ с КЧ = 8 будут замещаться катионами Ca2+ и Eu3+, которые не будут замещать In3+ в маленькой октаэдрической позиции в виду слишком большого значения Dr, в отличии от более маленького катиона Yb3+. Изучены диэлектрические и фотолюминесцентные свойства (1–x)Sr9In(PO4)7–xCa9Ln(PO4)7.

Об авторах

И. В. Никифоров

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: nikiforoviv@my.msu.ru

Е. С. Жуковская

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

А. Н. Гостева

Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева КНЦ РАН

С. М. Аксенов

Геологический институт КНЦ РАН; Лаборатория арктической минералогии и материалов КНЦ РАН

Д. В. Дейнеко

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова; Лаборатория арктической минералогии и материалов КНЦ РАН

Список литературы

  1. Никифоров И.В., Титков В.В., Аксенов С.М., Лазоряк Б.И., Барышникова О.В., Дейнеко Д.В. (2024) Структурные особенности люминофоров на основе стронциовитлокита. ЖСХ, 65(8), 131548-131548. doi: 10.26902/jsc_id131548
  2. Asmaa E.K., Mohammed E., Giancarlo D.V., Armida S., Rosanna R., Manuela R., Francesco C. (2017) Synthesis, structure refinement and vibrational spectroscopy of new rare-earth tricalcium phosphates Ca9RE(PO4)7 (RE = La, Pr, Nd, Eu, Gd, Dy, Tm, Yb). Ceram. Int., 4715645-15653.
  3. Belik A.A., Izumi F., Ikeda T., Okui M., Malakho A.P., Morozov V.A., Lazoryak B.I. (2002) Whitlockite-Related Phosphates Sr9A(PO4)7 (A=Sc, Cr, Fe, Ga, and In): Structure Refinement of Sr9In(PO4)7 with Synchrotron X-Ray Powder Diffraction Data. J. Solid State Chem., 168(1), 237-244. doi: 10.1006/jssc.2002.9716
  4. Belik A.A., Izumi F., Stefanovich S.Y., Malakho A.P., Lazoryak B.I., Leonidov I.A., Leonidova O.N., Davydov S.A. (2002) Polar and Centrosymmetric Phases in Solid Solutions Ca3-xSrx(PO4)2 (0 ≤ x ≤ 16/7). Chem. Mater., 14(7), 3197-3205. doi: 10.1021/cm020243l
  5. Britvin S.N., Pakhomovskii Y.A., Bogdanova A.N., Skiba V.I. (1991) Strontiowhitlockite, Sr9Mg(PO3OH) (PO4)6, a new mineral species from the Kovdor Depo sit, Kola Peninsula, U.S.S.R. Can. Mineral., 29(1), 87-93.
  6. Deyneko D.V., Aksenov S.M., Nikiforov I.V., Stefanovich S.Y., Lazoryak B.I. (2020) Symmetry Inhomogeneity of Ca9-xZnxEu(PO4)7 Phosphor Determined by Second-Harmonic Generation and Dielectric and Photoluminescence Spectroscopy. Cryst. Growth Des., 20(10), 6461-6468. doi: 10.1021/acs.cgd.0c00637
  7. Deyneko D.V., Nikiforov I.V., Spassky D.A., Dikhtyar Y.Y., Aksenov S.M., Stefanovich S.Y., Lazoryak B.I. (2019) Luminescence of Eusup>3+ as a probe for the determination of the local site symmetry in β-Ca3(PO4)2-related structures. CrystEngComm, 21(35), 5235-5242. doi: 10.1039/C9CE00931K
  8. Du F., Nakai Y., Tsuboi T., Huang Y., Seo H.J. (2011) Luminescence properties and site occupations of Eu3+ ions doped in double phosphates Ca9R(PO4)7 (R = Al, Lu). J. Mater. Chem., 21(12), 4669-4678. doi: 10.1039/C0JM03324C
  9. Kim D., Seo Y.W., Park S.H., Choi B.C., Kim J.H., Jeong J.H. (2020) Theoretical design and characterization of high efficient Sr9Ln(PO4)7: Eu2+/sup> phosphors. Mater. Res. Bull., 127, 110856. doi: 10.1016/j.materresbull.2020.110856
  10. Kong J., Wang Y., Tong W., Li L., Xu Y., Chen N., Liu N. (2024) Highly efficient cyan-red emission in self-activated Sr9In(VO4)7:xEusup>3+ phosphors for applications in W-LEDs and optical thermometry. J. Alloys Compd., 983, 173936. doi: 10.1016/j.jallcom.2024.173936
  11. Ma X., Sun S., Ma J. (2019) A novel orange-red Sr9Ga(PO4)7:Sm3+ phosphors for white light emitting dio des. Materials Res. Express, 6(11), 116207. doi: 10.1088/2053-1591/ab47c6
  12. Morozov V.A., Belik A.A., Stefanovich S.Y., Grebenev V.V., Lebedev O.I., Van Tendeloo G., Lazoryak B.I. (2002) High-temperature phase transition in the whitlockite-type phosphate Ca9In(PO4)7. J. Solid State Chem., 165(2), 278-288.
  13. Nikiforov I.V., Spassky D.A., Krutyak N.R., Shendrik R.Y., Zhukovskaya E.S., Aksenov S.M., Deyneko D.V. (2024) Co-Doping Effect of Mn2+ and Eu3+ on Luminescence in Strontiowhitlockite Phosphors. Molecules, 29(1). doi: 10.3390/molecules29010124
  14. Yu M., Lin J., Wang S.B. (2005) Effects of xand R3+ on the luminescent properties of Eu3+ in nanocrystalline YVxP1-xO4:Eu3+ and RVO1:Eu3+ thin-film phosphors. Applied Physics A, 80(2), 353-360. doi: 10.1007/s00339-003-2230-5.
  15. Yu Q., Wang L., Huang P., Shi Q., Tian Y., Cui C.E. (2020) Synthesis and photoluminescence properties of Eu2+-activated Sr9In1-yLuy(PO4)7 phosphors. J. Mater. Sci. – Mater. Electron., 31(1), 196-201. doi: 10.1007/s10854-018-0501-3
  16. Zhang J., Cai G., Wang W., Ma L., Wang X., Jin Z. (2020) Tuning of Emission by Eu3+ Concentration in a Pyrophosphate: The Effect of Local Symmetry. Inorg. Chem., 59(4), 2241-2247. doi: 10.1021/acs.inorgchem.9b02949

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Никифоров И.В., Жуковская Е.С., Гостева А.Н., Аксенов С.М., Дейнеко Д.В., 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).