vestichИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Chemical Series1561-83312524-2342The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"vestich-285Research ArticleНЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯINORGANIC CHEMISTRYФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФОТОЛЮМИНОФОРОВ НА ОСНОВЕ ИНДАТА ЛАНТАНА LaInO3, ЛЕГИРОВАННОГО ИОНАМИ Dy3+, Ho3+, Sb3+PHYSICAL AND CHEMICAL PROPERTIES OF LaInO3-BASED PHOSPHORS DOPED WITH Dy3+, Ho3+, Sb3+ IONSЮхноЕ. К.YukhnoE. K.

аспирант

ул. Свердлова, 13а, 220006

Ph. D. Student

13a, Sverdlova Str., 220006

palma-2010@yandex.byБашкировЛ. А.BashkirovL. A.

д-р хим. наук, профессор

ул. Свердлова, 13а, 220006

D. Sc. (Chemistry), Professor

13a, Sverdlova Str., 220006

bashkirov@belstu.byКандидатоваИ. Н.KandidatovaI. N.

канд. хим. наук, ассистент

ул. Свердлова, 13а, 220006 

Ph. D. (Chemistry), Assistant

13a, Sverdlova Str., 220006

kin1988@mail.ruЖданеняМ. И.ZhdaneniaM. I.

студентка

ул. Свердлова, 13а, 220006

Student

13a, Sverdlova Str., 220006

mari.zhdanenya@mail.ruБелорусский государственный технологический университет, МинскBelarusian State Technological University, Minsk201713122017043137Copyright © Юхно Е.К., Башкиров Л.А., Кандидатова И.Н., Жданеня М.И., 20172017Юхно Е.К., Башкиров Л.А., Кандидатова И.Н., Жданеня М.И.Yukhno E.K., Bashkirov L.A., Kandidatova I.N., Zhdanenia M.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestichem.belnauka.by/jour/article/view/285

Твердофазным методом получены образцы фотолюминофоров La0,95Ln0,05InO3, La0,95Ln0,05In0,98Sb0,02O3 (Ln – Dy3+, Ho3+), La0,90Dy0,05Ho0,05InO3, La0,90Dy0,05Ho0,05In0,98Sb0,02O3, исследованы их кристаллическая структура, ИК-спектры поглощения, тепловое расширение, проведен комплексный термический анализ. Установлено, что все полученные образцы индатов имели кристаллическую структуру орторомбически искаженного перовскита. В образцах индатов, содержащих ионы Sb3+, присутствовала примесная фаза твердых растворов на основе LaSbO3. Обнаружено, что параметры кристаллической решетки исследованных индатов изменяются незначительно из-за малого содержания легирующих ионов. ИК-спектры поглощения всех полученных образцов индатов отличаются незначительно от ИК-спектров LaInO3. На температурных зависимостях относительного удлинения отсутствуют аномалии, обусловленные фазовыми переходами. Коэффициент среднего линейного теплового расширения составляет (7,26–7,89) · 10–6 К–1. На кривых дифференциальной сканирующей калориметрии не обнаружено никаких тепловых эффектов. Общая потеря массы в интервале температур 300–1265 К не превышает 0,276 мас. %. Полученные результаты показывают, что в интервале температур 400–1100 К исследованные индаты являются термостабильными, что свидетельствует о перспективности их практического применения в широком интервале рабочих температур. 

La0,95Ln0,05InO3, La0,95Ln0,05In0,98Sb0,02O3 (Ln – Dy3+, Ho3+), La0,90Dy0,05Ho0,05InO3, La0,90Dy0,05Ho0,05In0,98Sb0,02O3 photoluminescent phosphor samples were obtained by solid-phase synthesis. Their crystal structure, FT-IR spectra and thermal expansion were investigated. Complex thermal analysis was carried out for the named indates. All samples were found to have orthorhombically distorted perovskite structure. LaSbO3-based impurity phase was found in indates containing Sb3+ ions. The lattice parameters for all indates vary slightly due to the small content of doping ions. IR-spectra for all samples investigated differ slightly from that for LaInO3. There were no anomalies caused by phase transitions at temperature dependences of elongation. The coefficient of average linear thermal expansion is (7.26–7.89)·10–6 К–1. The curves obtained by differential scanning calorimetry demonstrate no thermal effects. Total weight loss in the temperature range of 300–1265 K does not exceed 0.276 wt. %. These results indicate that all the indates investigated are thermally stable and they are promising for practical application in a wide range of operating temperatures.

индат лантанатвердый растворрентгенофазовый анализИК-спектроскопиятепловое расширениетермический анализlanthanum indatesolid solutionX-ray diffractionIR-spectroscopythermal expansionthermal analysisReferencesInorganic luminescent materials: 100 years of research and application / C. Feldmann [et al.] // Adv. Funct. Mater. – 2003. – Vol. 13, N 7. – P. 511–516. doi: 10.1002/adfm.200301005Feldmann C., Jüstel T., Ronda C. R., Schmidt P. J., “Inorganic luminescent materials: 100 years of research and application”, Advanced Functional Materials, 2003, vol. 13, no. 7, pp. 511–516, doi: 10.1002/adfm.200301005.Liu, X. Synthesis and luminescent properties of LaInO3 : RE3+ (RE = Sm, Pr and Tb) nanocrystalline phosphors for field emission displays / X. Liu, J. Lin // Solid State Sci. – 2009. – Vol. 11, N 12 – P. 2030–2036. doi: 10.1002/chin.201012008Liu X., Lin J., “Synthesis and luminescent properties of LaInO3 : RE3+ (RE = Sm, Pr and Tb) nanocrystalline phosphors for field emission displays”, Solid State Sciences, 2009, vol. 11, no. 12, pp. 2030–2036, doi: 10.1002/chin.201012008.Luminescent properties of a new red-emitting phosphor based on LaInO3 for LED / A. Tang [et al.] // Optoelec. Adv. Mater. – 2011. – Vol. 5, N 10. – P. 1031–1034.Tang A., Zhang D., Yang L., Wang X., “Luminescent properties of a new red-emitting phosphor based on LaInO3 for LED”, Optoelec. Adv. Mater., 2011, vol. 5, no. 10, pp. 1031–1034.Lakshminarasimhan, N. Luminescent host lattices, LaInO3 and LaGaO3 – A reinvestigation of luminescence of d10 metal ions / N. Lakshminarasimhan, U.V. Varadaju // Mat. Res. Bull. – 2006. – Vol. 41. – P. 724–731. doi: dx.doi.org/10.1016/j.materresbull.2005.10.010Lakshminarasimhan N., Varadaraju U. V., “Luminescent host lattices, LaInO3 and LaGaO3 – A reinvestigation of luminescence of d10 metal ions”, Mat. Res. Bull., 2006, vol. 41, pp. 724–731, doi: dx. doi. org/10.1016/j. materresbull.2005.10.010.The luminescence of Bi3+ in LaInO3 and some other perovskites / L.I. van Stensel [et al.] // Mat. Res. Bull. – 1995. – Vol. 30, Iss. 11. – P. 1359–1362. doi: 10.1016/0025–5408(95)00129–8Van Steensel L. I., Bokhove S. G., Van de Craats A. M., De Blank J., Blasse G., “The luminescence of Bi3+ in LaInO3 and some other perovskites”, Mat. Res. Bull., 1995, vol. 30, no. 11, pp. 1359–1362, doi: 10.1016/0025-5408(95)00129-8.Unravelling the energy transfer mechanism in bismuth co-activation of LaInO3 : Sm3+/Ho3+ nanophosphor for color-tunable luminescence / C. S. Kamal [et al] // RSC Adv. – 2017. – Vol. 7, N 16. – P. 9724–9731. doi: 10.1039/C6RA28719KKamal C. S., Rao T. V., Reddy P. V. S. S. S. N., Sujatha K., Ajayi B. P., Jasinski J. B., Rao K. R., “Unravelling the energy transfer mechanism in bismuth co-activation of LaInO3 : Sm3+/Ho3+ nanophosphor for color-tunable luminescence”, RSC Advances, 2017, vol. 7, no, 16, pp. 9724–9731, doi: 10.1039/C6RA28719K.Liu, X. Tunable Photoluminescence and cathodoluminescence properties of Eu3+-doped LaInO3 nanocrystalline phosphors / X. Liu, L. Yan, J. Lin // J. Electrochem. Soc. – 2009. – Vol. 156, Iss. 1. – P. 1–6. doi: 10.1149/1.3002378Liu X., Yan L., Lin J., “Tunable Photoluminescence and cathodoluminescence properties of Eu3+-doped LaInO3 nanocrystalline phosphors”, Journal of The Electrochemical Society, 2009, vol. 156, no. 1, pp. 1–6, doi: 10.1149/1.3002378.Crystal structure and morphology evolution in the LaXO3, X = Al, Ga, In Nano-oxide series. Consequences for the synthesis of luminescent phosphors / R. Pazik [et al.] // Inorg. Chem. – 2011. Vol. 50. – P. 2966–2974. doi:10.1021/ic102386ePazik R., Seisenbaeva G. A., Wiglusz R. J., Kepinski L., Kessler V. G., “Crystal structure and morphology evolution in the LaXO3, X = Al, Ga, In Nano-oxide series. Consequences for the synthesis of luminescent phosphors”, Inorganic Chemistry, 2011, vol. 50, pp. 2966–2974, doi:10.1021/ic102386e.Luminescent properties of novel reddish-orange phosphor LaInO3 : Sm3+ for white light emitting diodes / A. Tang [et al.] // Optelec. Adv. Mater. Rapid Comm. – 2015. – Vol. 9, Iss. 1–2. – P. 20–23.Tang A., Zhao Y., Zhang H., Ma T., Shao F., Zhang, H., “Luminescent properties of novel reddish-orange phosphor LaInO3 : Sm3+ for white light emitting diodes”, Optelec. Adv. Mater. Rapid Comm, 2015, vol. 9, no. 1–2, pp. 20–23.Ландсберг, Г. С. Оптика / Г. С. Ландсберг. М.: Наука, 1976. – 926 с.Landsberg G. S., Optika [Optics], Nauka, Moscow, RU, 1976.Кандидатова, И. Н. Физико-химические свойства твердых растворов на основе галлатов, индатов редкоземельных элементов со структурой перовскита: дис. ... канд. хим. наук / И. Н. Кандидатова. – Минск, 2014. – 137 с.Kandidatova I. N., “Physicochemical properties of solid solutions of gallates, indates of rare-earth elements with perovskite structure”, Ph. D. Thesis, Solid State Chemistry, Belarusian State University, Minsk, BY, 2014.Powder Diffraction File. Swarthmore: Joint Committee on Powder Diffraction Standard: Card no. 00–025–1104.Powder Diffraction File. Swarthmore: Joint Committee on Powder Diffraction Standard: Card no. 00-025-1104.Powder Diffraction File. Swarthmore: Joint Committee on Powder Diffraction Standard: Card no. 00–047–0067.Powder Diffraction File. Swarthmore: Joint Committee on Powder Diffraction Standard: Card no. 00-047-0067.Powder Diffraction File. Swarthmore: Joint Committee on Powder Diffraction Standard: Card no. 00–034–1130.Powder Diffraction File. Swarthmore: Joint Committee on Powder Diffraction Standard: Card no. 00-034-1130.Шаскольская, М. П. Кристаллография: учеб. пособие / М. П. Шаскольская. – М.: Высш. шк., 1976. – 391 с.Shaskol’skaia M. P., Kristallografiia: ucheb. posobie dlia VTUZov [Crystallography. Textbook for technical schools], Vysshaia shkola, Moscow, RU, 1976.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.