Структурные и оптико-люминесцентные характеристики керамик Mg1 – xZnxGa2O4: Mn2+

Автор(ы) А.П. Лучечко, О.П. Кравець, О.В. Цветкова
Принадлежность

Львовский национальный университет имени Ивана Франка, ул. Тарнавського 107, 79017 Львов Украина

Е-mail luchechko@electronics.lnu.edu.ua
Выпуск Том 9, Год 2017, Номер 1
Даты Получено 02.11.2016, в отредактированной форме – 07.02.2017, опубликовано online – 20.02.2017
Ссылка А.П. Лучечко, О.П. Кравець, О.В. Цветкова, Ж. Нано- электрон. физ. 9 № 1, 01003 (2017)
DOI 10.21272/jnep.9(1).01003
PACS Number(s) 61.05.cp, 78.40.Kc, 78.70.En
Ключевые слова Галаты Mg1 – xZnxGa2O4, Шпинель, Ионы переходных металлов Mn2+, Твердые растворы, Оптическое поглощение, Люминесценция.
Аннотация Проведено исследование структуры керамических образцов MgGa2O4, Mg0.5Zn0.5Ga2O4 и ZnGa2O4, легированных ионами Mn2+, полученных методом твердофазного синтеза при температуре 1200 С. Образцы имеют структуру шпинели с кубической решеткой (пространственная группа Fd3m). Полученные значения параметров элементарной ячейки свидетельствуют о росте периода кристаллической решетки по мере увеличения содержания ионов Zn2+. Исследование элементного состава доказали стехиометричность полученных керамик. Приведены изображения механической смеси исходных материалов синтеза, поверхности и внутренней части керамики, полученных с помощью сканирующего электронного микроскопа. Оценка размеров кристаллитов по РЭМ-изображениям хорошо согласуется с результатами расчетов, проведенных с помощью формулы Шеррера. На краю полосы фундаментального поглощения наблюдается перегиб, связанный с поглощением энергии в полосе переноса заряда от анионов O2– к ионам активатора Mn2+. По спектрам оптического поглощения определено ширину запрещенной зоны керамик. Показано, что степень замещения катионов Mg2+ катионами Zn2+ влияет на ширину запрещенной зоны микрокерамик. Исследование люминесценции при возбуждении Х-лучами выявили три полосы свечения, отвечающие за люминесценцию матрицы, свечение ионов активатора Mn2+ и свечение неконтролируемой примеси Cr3+. Интенсивность свечения матрицы возрастает почти вдвое при температуре жидкого азота во всех исследуемых образцах. Люминесценция ионов Mn2+ и Cr3+ носит рекомбинационный характер и слабо зависит от температуры.

Список литературы

English version of article