Получение наноструктурированных порошков Lu2O3 : Er3+ и изучение их структурных, морфологических и спектрально-люминесцентных характеристик

Abstract

Наноструктурированные порошки оксида лютеция, легированного ионами эрбия, получены методом термохимического синтеза (горения) и являются перспективными для формирования лазерной керамики и сцинтилляторов. Источниками для синтеза были взяты азотнокислые соли лютеция и эрбия, полученные путем растворения оксидов лютеция и эрбия в азотной кислоте. В качестве комплексообразователя и горючего-восстановителя использована уксусная кислота, а диспергирующим агентом, применяемым для разделения агломератов, – поливиниловый спирт. Исследования морфологических и структурных характеристик с использованием методов сканирующей электронной микроскопии, рентгенофазового анализа и энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии показали, что образцы порошков Lu2О3 : Er3+, прокаленных при 850 °С, имеют квазисферическую форму частиц с размерами 48–86 нм. Показано, что полученные порошки проявляют интенсивную люминесценцию в видимой и ИК-областях спектра с центрами на 560 и 1530 нм при возбуждении на длине волны 378 нм.

Nanostructured lutetium oxide powders doped with erbium ions were obtained by thermochemical synthesis (combustion) and are promising for the formation of laser ceramics and scintillators. The starting materials for the synthesis were nitrate salts of lutetium and erbium, obtained by dissolving lutetium and erbium oxides in nitric acid. Acetic acid was used as a complexing agent and a combustible-reducing agent, and polyvinyl alcohol was used as a dispersing agent for separating agglomerates. Studies of the morphological and structural characteristics using scanning electron microscopy, X-ray diffraction analysis, and energy- dispersive X-ray spectroscopy showed that Lu2О3 : Er3+ powder samples calcined at 850 °С, have a quasi- spherical particle shape with sizes of 48–86 nm. It was shown that the obtained powders exhibit intense luminescence in the visible and IR spectral regions with centers at 560 and 1530 nm with excitation at the wavelength of 378 nm.