Фундаментальное материаловедение

Люминесцентные свойства
K2Y0.99Eu0.01(MoO4)(PO4)0.9(VO4)0.1 и K2Y0.97Eu0.03(MoO4)(PO4)0.9(VO4)0.1.
Пухкая В.В.
студент
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
E-mail: lechkaa@mail.ru
Простые фосфаты и ванадаты редкоземельных элементов, допированные
европием или тербием, широко используются как люминесцентные материалы. К
настоящему моменту известны более сложные композиции K3Ln1-yEuy(PO4)x(VO4)2-x
(Ln=Sc, Y, La, Ga) и K2Eu(MoO4)(PO4), перспективные в качестве катодолюминофоров.
Представленная работа посвящена получению и исследованию композиций
K2Y1-xEux(MoO4)(PO4)0.9(VO4)0.1, x=0.01, 0.03.
Твердофазным методом синтеза с использованием различных исходных веществ
(K2MoO4, YPO4·nH2O, Y2O3, Eu2O3, NH4VO3) при 700-750°C были получены однофазные
образцы. Они изоструктурны K2Y(MoO4)(PO4). Параметры элементарной ячейки
отличаются незначительно. Поверхность образцов неоднородна, имеются дефекты.
В отличие от своих предшественников – молибдат-фосфатов – исследуемые
композиции поглощают воду на воздухе. Наибольшее количество воды при
максимальной влажности набирает образец K2Y0.97Eu0.03(MoO4)(PO4)0.9(VO4)0.1 – более
30% от первоначальной массы. С понижением влажности уменьшается максимум
насыщения образцов. Молекулы воды не входят в структуру вышеуказанных
композиций, дифрактограммы которых аналогичны и не отличаются от дифрактограмм
высушенных образцов. При высушивании на воздухе образцы приобретают
первоначальную массу достаточно быстро (≈30 мин), что, скорее всего, указывает на
наличие в них пор.
Электродипольный переход 5 D0- 7 F2 (616 нм) на всех спектрах испускания заметно
интенсивнее магнитодипольного перехода 5 D0- 7 F1 (590 нм). Это свидетельствует о
сохранении асимметричности координационного окружения иона Eu 3+ . Наибольшая
интенсивность свечения наблюдается при длине волны 616 нм у образца с содержанием
европия 1 мол. %, наименьшая – в результате полного замещении иттрия на европий.
При выдерживании образцов во влажной атмосфере интенсивность свечения
претерпевала значительные изменения. Наблюдалось как уменьшение, так и увеличение
интенсивности, причем максимальное ее значение в несколько раз больше начального.
Сохранение формы спектра, положения полос и среднего времени жизни образцов в
возбужденном состоянии (≈1500 мкс) свидетельсвует о стабильности структуры
полученных композиций. Однако для состава с меньшим количеством европия
наблюдается отклонение от экспоненциальной зависимости первого порядка, что
связано с наличием тушения.
В результате выполненного исследования получены композиции, обладающие
большей интенсивностью свечения по сравнению со своим предшественником
K2Eu(MoO4)(PO4), с достаточно коротким временем жизни в возбужденном состоянии.
Они устойчивы во влажной атмосфере.