Структурні та оптико-люмінесцентні характеристики керамік Mg1 – xZnxGa2O4: Mn2 +

Автори А.П. Лучечко, О.П. Кравець, О.В. Цвєткова
Приналежність

Львівський національний університет імені Івана Франка, вул. Тарнавського 107, 79017 Львів, Україна

Е-mail luchechko@electronics.lnu.edu.ua
Випуск Том 9, Рік 2017, Номер 1
Дати Одержано 02.11.2016, у відредагованій формі - 07.02.2017, опубліковано online - 20.02.2017
Посилання А.П. Лучечко, О.П. Кравець, О.В. Цвєткова, Ж. Нано- електрон. фіз. 9 № 1, 01003 (2017)
DOI 10.21272/jnep.9(1).01003
PACS Number(s) 61.05.cp, 78.40.Kc, 78.70.En
Ключові слова Галати Mg1 – xZnxGa2O4, Шпінель (6) , Іони перехідних металів Mn2+, Тверді розчини (12) , Оптичне поглинання (7) , Люмінесценція (46) .
Анотація Досліджено структуру керамічних зразків MgGa2O4, Mg0.5Zn0.5Ga2O4 та ZnGa2O4, легованих іонами Mn2+, отриманих методом твердофазного синтезу за температури 1200 С. Зразки мають структуру шпінелі з кубічною ґраткою (просторова група Fd3m). Отримані значення параметрів елементарної комірки свідчать про зростання періоду кристалічної ґратки зі збільшенням вмісту іонів Zn2+. Дослідження елементного складу засвідчили стехіометричність отриманих керамічних зразків. Наведено зображення суміші вихідних матеріалів синтезу, поверхні та зламу керамік, отриманих за допомогою скануючої електронної мікроскопії. Проведена оцінка розміру кристалітів добре узгоджується із результатами розрахунків за формулою Шеррера. На краю смуги фундаментального поглинання спостерігається перегин, що пов'язаний з поглинанням енергії у смузі перенесення заряду від аніонів O2- до іонів активатора Mn2+. За спектрами оптичного поглинання визначено ширину забороненої зони керамік. Показано, що ступінь заміщення катіонів Mg2+ катіонами Zn2+ впливає на ширину забороненої зони мікрокерамік. Проведено дослідження люмінесценції при збудженні Х-променями за кімнатної температури та температури рідкого азоту. Виявлено три смуги свічення, котрі відповідають люмінесценції матриці, свіченню іонів активатора Mn2+ та неконтрольованої домішки Cr3+. Інтенсивність свічення матриці зростає приблизно удвічі за температури рідкого азоту у всіх досліджуваних зразках. Люмінесценція іонів Mn2+ та Cr3+ має рекомбінаційну природу та слабо залежить від температури.

Перелік посилань

English version of article