Центры свечения и механизмы переноса энергии в кристаллах на основе ортофосфата кальция со структурой витлокита

• Автор: Романенко, Александр Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 157 с. : ил.

Оглавление.
Введение
Глава I. Литературный обзор
§1.1 Фосфатные соединения. Особенности химических связей и электронного строения ортофосфатов
1.1.1 Классификация фосфатных соединений
1.1.2 Особенности химической связи и электронного строения в
ортофосфатах. (Р04)3' группа
§ 1.2. 'Строение и физико-химические свойства витлокитоподоб-ных ортофосфатов
1.2.1. Строение низкотемпературной модификации ортофосфата
кальция Р-Са3(Р04)2
1.2.2. Фазовые переходы в ортофосфате кальция
1.2.3. Катионные замещения в структуре (3-Са3(Р04)2
§ 1.3. Спектроскопические исследования фосфатов
1.3.3. Люминесценция фосфатных соединений. Фосфоры на основе
Са3(Р04)2
1.3.4. Электронное строение иона Ей и его люминесцентные
свойства в фосфатных матрицах
1.3.1. Электронная структура ортофосфата кальция
1.3.2. Спектроскопия ортофосфатных соединений в вакуумной
ультрафиолетовой области с помощью синхротронного излучения
Глава II. Эксперимент и методика его проведения
§ 2.1. Экспериментальные установки по исследованию люминесценции кристаллофосфоров при фото- (2-5 эВ) и лазерном
возбуждении
2.1.1. Экспериментальная установка по исследованию люминесценции в твердом теле при возбуждении 2-5 эВ
2.1.2. Экспериментальная установка по исследованию люминес-
ценции в твердом теле с высоким разрешением
2.1.3. Методика проведения эксперимента
§ 2.2. Экспериментальная установка по спектроскопии твердого тела с помощью синхротронного излучения в области 4-40 эВ
2.2.1. Описание экспериментальной установки
2.2.2. Методика проведения эксперимента
Глава III. Исследование люминесцентных свойств и механизмов переноса энергии к центрам свечения в ортофосфатах со структурой витлокита
§ 3.1. Исследование люминесценции европия в ортофосфатах со структурой витлокита
3.1.1. Люминесценция европия в фосфатах
3.1.2. Свечение Еи3+ в области перехода 5В0->7Р0
§ 3.2. Исследование люминесценции ортофосфатов со структурой витлокита с применением синхротронного излучения
3.2.1. Люминесценция (3-Са3(Р04)2

3.2.2. Люминесценция фосфатов Са10М(РО4)7 и Ca9MgM(P04)7 (М=1л, №, К)
Заключение
Литература

Введение.
Актуальность проблемы. Кристаллические фосфатные люминофоры представляют интерес для научных исследований в связи с их широким практическим применением. Подобные люминофоры хорошо известны в качестве материалов для люминесцентных ламп, активных сред лазеров, люминесцентных экранов и др. В последнее время, появились сообщения о перспективах использования фосфатов в сцинтилляционных детекторах высокоэнергетических частиц. Одними из перспективных фосфатных люминофоров являются соединения на основе ортофосфата кальция со структурой витлокита.
Разнообразие люминесцентных свойств соединений на основе ортофосфата кальция прежде всего определяется рыхлостью и устойчивостью кристаллической решетки (3-Са3(Р04)2, позволяющих варьировать его катионный и анионный состав без существенной перестройки структуры. Внедрение в кристаллическую решетку ортофосфата кальция различного рода люминесцентных активаторов позволяет получать большое количество люминофоров в рамках одного структурного типа.
Поиск новых люминесцентных материалов, в основном, осуществляется эмпирически. Такой поиск в рамках одного структурного типа может решить проблему целенаправленного синтеза соединений с заданными оптическими свойствами. Необходимым условием решения этой задачи является глубокий анализ взаимосвязи состава, структуры и люминесцентных свойств кристалла.
Рассмотрению особенностей люминесценции соединений на основе ортофосфата кальция посвящено достаточно много работ. Однако, до сих пор не сложилось единого мнения по таким важным вопросам, как природа центров собственного свечения и механизмов передачи энергии к центрам свечения в этих веществах.

катионы щелочного металла занимают статистически неравноценно два положения М(4]) и М(42);
б) катионы с малыми радиусами г < 0.8 А (например, М>2+) замещают катионы кальция в позиции М{5);
в) катионы редкоземельных элементов должны заселять позиции М(1)-М(3) структуры Р-Са3(Р04)2.
Отмеченные особенности структуры и физико-химических свойств витлокитоподобных фосфатов могут проявиться в их оптических характеристиках. Поэтому, в процессе спектроскопического анализа требуется корректный учет кристаллохимических данных.
§1.3.
Спектроскопические исследования фосфатов.
Предмет данного параграфа составляет обзор литературных данных по оптическим свойствам фосфоров на фосфатной основе. В соответствие с темой диссертационной работы, наиболее подробно рассматривается люминесценция ортофосфатов со структурой р-Са3(Р04)2 при возбуждении в УФ и ВУФ спектральных областях. В отдельный пункт

помещена литература по люминесценции фосфатов, активированных европием. Причиной послужила важность спектроскопического анализа редкоземельных элементов, в частности европия, в кристаллах при изучении как электронного так и пространственного строения последних. В третьем и четвертом пунктах собрана литература, рассматривающая электронное строение фосфатов на основе Са3(Р04)2, а также процессов, происходящих в этих соединениях под действием света. Исследуемые в диссертационной работе фосфаты являются диэлектриками с широкой запрещенной зоной, и их изучение требует надежного источника излучения в ВУФ области спектра. Качественные исследования такого рода возможны с помощью синхротронного излучения. Литература,