Оксофториды иттрия и РЗЭ : Синтез, люминесценция и оптика

• Автор: Уклеина, Ирина Юрьевна
• Шифр специальности: 02.00.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 157 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ОКСОФТОРИДЫ ИТТРИЯ И РЗЭ МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ И СВОЙСТВА ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Методы получения оксофторидов редкоземельных

элементов и иттрия

1.1.1. Синтез фаз в системе ЬпЕ3 Ьп3

1.1.2. Пирогидролиз трифторидов РЗЭ.

1.1.3. Другие способы получения оксофторидов

1.2. Физикохимические свойства оксофторидов редкоземельных

элементов и иттрия

1.2.1. Кристаллохимия оксофторидов РЗЭ

1.2.2. Полиморфизм в оксофторидах РЗЭ.
1.2.3. Химические свойства ЬпОР.
1.3. Системы, включающие оксофториды РЗЭ
1.4. Электронная структура и спектральные свойства оксофторидов РЗЭ.
ИСХОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА, МЕТОДИКИ СИНТЕЗА И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Исходные вещества
2.2. Методы синтеза.
2.2.1. Синтез оксофторидных полупродуктов РЗЭ.
2.2.2. Методы получения материалов для тонкослойной оптики
2.3. Методы физикохимического анализа
2.3.1. Рентгенофазовый анализ
2.3.2. Дифференциальнотермический анализ.
2.3.3. Методы электронномикроскопического
исследования
2.4. Методы измерения спектральных и люминесцентных
характеристик
2.4.1. Спектры диффузного отражения
2.4.2. ИКспектроскопия
2.4.3. Измерение суммарных потерь на поглощение
2.4.4. Определение люминесцентных характеристик
СИНТЕЗ, ФАЗОВЫЙ СОСТАВ И СВОЙСТВА ОКСОФТОРИДОВ ИТТРИЯ И РЗЭ
3.1. Термическое поведение фторидов и оксидов иттрия и РЗЭ
3.2. Взаимодействие фторидов иттрия и некоторых РЗЭ с их оксидами
3.3. Стабилизация кубических форм оксофторидов.
3.4. Разработка методов получения оксофторидов РЗЭ стехиометрического состава.
КРАТКИЕ ВЫВОДЫ
СПЕКТРАЛЬНОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ОКСОФТОРИДОВ ИТТРИЯ И ГАДОЛИНИЯ, АКТИВИРОВАННЫХ ЕВРОПИЕМ И ТЕРБИЕМ
4.1. Приготовление шихты для твердофазного синтеза оксофторидов РЗЭ и иттрия
4.2. Приготовление шихты активированных оксофторидов РЗЭ и иттрия.
4.3. Люминесценция Еи3 в оксофторидах иттрия
4.4. Люминесценция ТЬ3 в оксофторидах гадолиния
4.5. Перспективы люминесцентной эффективности материалов
на основе оксофторидов РЗЭ и иттрия
1 КРАТКИЕ ВЫВОДЫ.
ТОНКОСЛОЙНАЯ ОПТИКА ОКСОФТОРИДОВ РЗЭ И ИТТРИЯ
5.1. Общий подход к проблеме.
5.2. Получение тонкослойных оптических покрытий.
5.3. Методы исследования тонких оптических пленок.
5.4. Исследование оптических характеристик оксофторидов РЗЭ
и иттрия.
КРАТКИЕ ВЫВОДЫ.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА.

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Цель работы исследование фазовых составляющих в системе оксид фторид РЗЭ и иттрия, разработка оптимальных методов получения оксофторидов РЗЭ заданного состава, исследование люминесцентных и оптических материалов на их основе. Для достижения этой цели были использованы физикохимический анализ систем, препаративные методы синтеза, люминесцентные и оптические методы, методы рентгеноструктурного, рентгенофазового и термического анализа, ИКспектроскопия. РЗЭ и иттрия, поведение их при испарении в вакууме и при формировании тонкопленочных оптических покрытий на их основе. УЬпЕ3 УЬп3, уточнены фазовые диаграммы ЬпЕзЬпзОз . Еи3 в стехиометричных и нестехиометричных оксофторидах состава УОЕ и л. РЗЭ и иттрия происходит преимущественное испарение фторида РЗЭ, в остатке обнаруживается оксид, что приводит к отклонению состава испаряемого материала и градиенту состава по толщине слоя. ЭО7 и ЭпОп. РЗЭ и иттрия, поведение их при испарении и конденсации в вакууме. Апробация работы. Основные результаты исследований были доложены на Всероссийской конференции Высокочистые вещества и материалы. Получение, анализ, применение. Южного научного центра РАН РостовнаДону, , работа удостоена II места в конкурсе работ аспирантов на той юбилейной научнометодической конференции Университетская наука региону Ставрополь, на XI семинаресовещании Оптика и спектроскопия конденсированных сред Краснодар, . Публикации. Материалы диссертационной работы опубликованы в 6 работах, в том числе 1 статье и 5 тезисах докладов. Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 7 страницах машинописного текста, иллюстрируется рисунками и таблицами, состоит из введения, 5 глав, выводов и списка цитируемой литературы из 7 наименований. Область оксофторидов переходных металлов охватывает большое число объектов, начиная от частично ковалентных оксидов металлов и кончая относительно недавно исследованными в основном ионными фторидами металлов. Замечено, что в этой области оксофторидов можно наблюдать свойства, промежуточные между двумя пределами характера связи. Это обстоятельство будет сильно влиять на физические и химические свойства этих оксофторидных материалов. Путем соответствующего смешения ионного и ковалентного типов связи в данной структуре можно модифицировать электрические, оптические и магнитные свойства химической системы. Представляется логичным, что фтор может замещать кислород в кислородной матрице и аналогично, кислород может замещать фтор в кристаллической структуре фторида с образованием оксофторидных соединений. Однако при таком замещении должно происходить одновременное изменение заряда катионов компенсация заряда для поддержания общей электрической нейтральности. Вопросы о препаративном получении ЬпОР включают рассмотрение прямой реакции в твердом состоянии по типу керамики между оксидами и фторидами металлов. Однако в некоторых случаях используется другая, более сложная техника. ЬпР3 Ьп3 3 ЬпОР 1. ЫР3 Н ЬпОГ 2НР 1. Кроме того, известны и другие пути получения ЬпОР, к которым следует отнести разложение фторкарбонатов ЬпРСОз при нагревании и частичное фторирование Ьпз. Синтез фаз в системе ЬпР3 Ьп3 Первые сообщения о синтезе оксофторидов редкоземельных элементов в результате твердофазного взаимодействия эквимолярной смеси ЬпРз и Ьп2Оз при К в вакууме с использованием платинового тигля приведены в 1, где показано, что ЬпОР кристаллизуется в кубической структуре типа флюорита и образует изоструктурные твердые растворы с трифторидом лантана в широкой области составов до мол. ЬаРз. Авторы 16 получили кубические оксофториды СеОР, УОР, ШОР, БтОР, из которых оксофторид иттрия 36 выделен лишь при закаливании в присутствии УР3 от К в холодной воде, а оксофториды празеодима, неодима, самария 8 взаимодействием смеси ЬпРз и Ьпз в платиновой лодочке в токе сухого азота при К. Спонтанное охлаждение оксофторида иттрия с добавкой трифторида приводило к искажению кубической структуры до тетрагональной, на основании чего предполагалось, что кубическая модификация является метастабильной формой, устойчивой при обычных условиях тетрагональной модификации 36.