|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Новые нелинейно-оптические материалы на основе фосфато-германатов и ванадато-гермнатов.НИР
New nonlinear optical materials on the basis of phosphate-germanates and vanadate-germanates.
- Руководитель НИР: Лазоряк Б.И.
- Ответственный исполнитель: Барышникова О.В.
- Участники НИР: Дейнеко Д.В., Дорбаков Н.Г., Жуковская Е.С., Кузьмин К.Л., Морозов В.А., Мухаринова А.И., Стефанович С.Ю., Титков В.В.
- Подразделение: Кафедра химической технологии и новых материалов
- Срок исполнения: 10 апреля 2017 г. - 31 декабря 2019 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 17-03-01297\17
- Номер ЦИТИС: АААА-А17-117040510308-4
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Функциональные материалы, наноматериалы и технологии
- ПН России: Информационно-телекоммуникационные системы
- Направление технологического прорыва России: Энергоэффективность и энергосбережение
-
Рубрики ГРНТИ:
- 31.17.15 Неорганическая химия
-
Ключевые слова:
ванадаты, фосфаты, нелинейно-оптические материалы, германаты
vanadate, germinates., phosphate, ferroelectric, nonlinear optical materials -
Описание:
1.Будет проведен синтез фаз переменного состава Ca9-хBi1+x(EO4)7-x(GeO4)x (Е = P, V). Будут определены области существования фаз переменного состава и их рентгенографические характеристики. 2.Будет установлен тип фазовых переходов (первого или второго рода) в зависимости от распределения катионов по позициям структуры и температуры. 3.Будет проведено исследование нелинейно-оптические свойства синтезированных фаз, в том числе и в зависимости от температуры. 4.Будет выявлена зависимость нелинейно-оптических свойств от концентрации висмута и германия, а также от размера кристаллитов. 5.Будут определены условия получения керамики и изучены диэлектрические свойства синтезированных фаз. 6.Будет установлено строение полученных фаз методом Ритвельда и выявлены структурные факторы влияющие на нелинейно-оптические свойства. По итогам работы за первый год будет подготовлена 1 статья к публикации и 2 тезисов докладов на конференциях.
-
Планируемые результаты:
По итогам работы за первый год будет подготовлена 1 статья к публикации и 2 тезисов докладов на конференциях.
-
Научный задел:
В основу настоящего проекта положен научный задел коллектива заявителей, полученный при изучении фосфатов и ванадатов со структурой типа витлокита (Ca18.19Mg1.17Fe0.83H1.62(PO4)14, Z = 3, пр.гр. R3c.). Эта структура является нецетросимметричной и в ее полиэдрах могут размещаться двух-, трех- и четырехвалентные катионы с радиусом от 0.5 до 1.6 A. Наиболее важные результаты предыдущих исследований заявителей: 1.Заявители проекта синтезировали более 200 фосфатов и ванадатов сложного состава, кристаллизующихся в пр. гр. R3c со структурой ?-Сa3(PO4)2 или Сa3(VO4)2. Показано, что все эти соединения изоструктурны минералу витлокит. В последние 10-15 лет эти синтезированные нами фазы разные исследователи активируют редкоземельными катионами с целью получения эффективных люминофоров. Ежегодно на эту тему публикуется 50-100 работ.
- Добавил в систему: Лазоряк Богдан Иосипович
Источник финансирования НИР
| грант РФФИ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 10 апреля 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Новые нелинейно-оптические материалы на основе фосфато-германатов и ванадато-гермнатов |
| Результаты этапа: Методом твердофазного синтеза получены витлокитоподобные фосфато-германаты состава Ca9La(1+x/3)(GeO4)x(PO4)7-x (0.25≤x≤0.65) и Ca(9+x/2)La(GeO4)x(PO4)7-x (0.25≤x≤0.45). Методами диэлектрической спектроскопии и генерации второй оптической гармоники исследованы нелинейно-оптические и электрофизические свойства, определена температура и характер фазового перехода. Структуры некоторых составов уточнены методом Ритвельда по порошковым данным. Получены новые красные люминофоры Ca8MgSm1-х(PO4)7:xEu3+ со структурой типа витлокит. Порошковая дифракция рентгеновских лучей (PXRD), фотолюминесценция спектры и затухание флуоресценции были использованы для характеристики структуры и люминесцентных свойств. Синтезированных фаз. Установлено, что образцы имеют ожидаемую ромбоэдрическую структуру с пространственной группой R-3c. Неполярный федоровская группа также подтверждается исследованием фотолюминесценции. Эта пространственная группа допускает запрещенные переходы для Eu3+. Наличие только одного перехода 5D0-7F0 подтверждает наличие только одной неэквивалентной позиции, содержащий ионы Eu3+. Высокая интенсивность отношения 5D0-7F2/5D0-7F1 показывает сильно искаженное искажение полиэдров катионов Eu3+. Таким образом, сайты M1 и M3 в матрице хозяина заняты ионами Ca2+, Sm3+ и Eu3+, а M5 полностью занят Mg2+. Оптимальная концентрация для эффективного люминофора наблюдается при x = 0,75 в люминофорах Ca8MgSm1-х(PO4)7:xEu3+. Люминесценция ионов Sm3+ очень слабой из-за высокой интенсивности люминесценции Eu3+. Однако вклад Sm3+ проявляется в процессе передачи энергии и сдвига координат CIE. Экспериментальные данные показывают, что Ca8MgSm1-х(PO4)7:xEu3+ при возбуждение ближним ультрафиолетовым излучением является перспективным красным люминофором для светодиодов белого цвета. | ||
| 2 | 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. | Новые нелинейно-оптические материалы на основе фосфато-германатов и ванадато-гермнатов |
| Результаты этапа: Исследованы нелинейно-оптические, термические и сегнетоэлектрические свойства твердых растворов Ca9R(VO4)7-x(NbO4)x, (R = Y, La, Gd, Bi), x = 0 – 1. Изучено строение синтезированных твердых растворов. Будет изучено распределение катионов по позициям структуры типа витлокит. Показано, что введение катионов ниобия увеличивает нелинейно-оптические свойства. Определены температуры фазовых переходов. | ||
| 3 | 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. | Новые нелинейно-оптические материалы на основе фосфато-германатов и ванадато-гермнатов |
| Результаты этапа: Получены твердые растворы Ca9Y(NbO4)x(VO4)7–x и Ca9+0.5xYb(GeO4)x(VO4)7–х со структурой минерала витлокита в порошковой и керамической формах. Комплекс методов, включающий синхротронную порошковую дифракцию, диэлектрику, люминесценцию и ДСК использовали для характеристики впервые полученных твердых растворов. Пределы существования твердых растворов были найдены при анионных замещениях как х = 0,28 (Nb) и 0,35 (Ge). Синтезированные твердые растворы являются сегнетоэлектриками. Температуры Кюри Tc определили, которые постепенно повышались с ростом x. Увеличение температуры фазового перехода Тс коррелирует с увеличением тетраэдрических единиц при заменах катионов V5+ на Nb5+ или Ge4+. Интенсивность оптической генерации второй гармоники (ГВГ), индуцированной Nd: YAG-лазером, немонотонно меняется в зависимости от размер зерна в порошковых образцах Ca9Y(NbO4)x(VO4)7–x. Длина фазового синхронизма lc = 15 мкм для Ca9Y(NbO4)x(VO4)7–x (x = 0,28) больше чем у в Ca9Y(VO4)7 с lc = 9,14 мкм. Наблюдается многократное увеличение интенсивности генерации второй гармоники в обоих твердых растворах, частично связано с появлением в структуре более поляризуемых катионов Nb5+ и Ge4+ в тетраэдрах E1O4 на оси третьего порядка, что приводит к увеличению двулучепреломления материалов. Фотолюминесцентное исследование Ca9+0.5xYb(GeO4)x(VO4)7–х обнаруживает одинаковое окружение ионов Yb3+, в структурах твердых растворов. Интенсивность люминесценции возрастает при замене германия на ванадий примерно в 2 раза. Получены новые красные люминофоры Ca8MgSm1-х(PO4)7:xEu3+ со структурой типа витлокит. Порошковая дифракция рентгеновских лучей (PXRD), фотолюминесценция спектры и затухание флуоресценции были использованы для характеристики структуры и люминесцентных свойств. Синтезированных фаз. Установлено, что образцы имеют ожидаемую ромбоэдрическую структуру с пространственной группой R-3c. Неполярный федоровская группа также подтверждается исследованием фотолюминесценции. Эта пространственная группа допускает запрещенные переходы для Eu3+. Наличие только одного перехода 5D0-7F0 подтверждает наличие только одной неэквивалентной позиции, содержащий ионы Eu3+. Высокая интенсивность отношения 5D0-7F2/5D0-7F1 показывает сильно искаженное искажение полиэдров катионов Eu3+. Таким образом, сайты M1 и M3 в матрице хозяина заняты ионами Ca2+, Sm3+ и Eu3+, а M5 полностью занят Mg2+. Оптимальная концентрация для эффективного люминофора наблюдается при x = 0,75 в люминофорах Ca8MgSm1-х(PO4)7:xEu3+. Люминесценция ионов Sm3+ очень слабой из-за высокой интенсивности люминесценции Eu3+. Однако вклад Sm3+ проявляется в процессе передачи энергии и сдвига координат CIE. Экспериментальные данные показывают, что Ca8MgSm1-х(PO4)7:xEu3+ при возбуждение ближним ультрафиолетовым излучением является перспективным красным люминофором для светодиодов белого цвета. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".