×
15.05.2023
223.018.5c46

Результат интеллектуальной деятельности: Фотолюминесцентный материал скандобората самария SmSc(BO)

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к фотолюминесцентному материалу на основе скандобората самария формулы SmSc(BO), излучающего свет от 566 до 708 нм, кристаллизующегося в тригональной сингонии с пространственной группой с параметрами элементарной ячейки а = 4.8923(4) , с = 16.3003(13) . Скандоборат выращен методом спонтанной кристаллизации из собственного расплава смеси исходных компонентов, взятых в стехиометрическом соотношении. Изобретение обеспечивает расширение арсенала материалов, обладающих фотолюминесцентными свойствами. 3 ил., 1 пр.

Изобретение относится к соединениям скандоборатов с общей формулой RSc(BO3)2, где R - катионы редкоземельных элементов (РЗЭ).

Будущий прогресс в науке и технике связан с внедрением новых материалов, поиск которых остается актуальной задачей до сегодняшнего дня. Одним из перспективных направлений является открытие и исследование новых сложных боратов РЗЭ, которые обладают высокой химической стабильностью, термической стойкостью и широкой областью прозрачности. Детальное изучение фазовых диаграмм RBO3-ScBO3 (R=La-Lu) приводит к обнаружению новых соединений с различным типом структуры, которые позволяют расширить класс люминофоров и нелинейно-оптических материалов, обладающих новыми интересными функциональными свойствами.

Скандобораты самария обладают целым комплексом функциональных свойств. Известно, что простые редкоземельные ортобораты SmBO3, изоструктурные кальциту, представляют собой перспективные материалы для люминофоров. Однако высокая концентрация Sm в составе SmBO3 способствует эффекту концентрационного тушения. Это явление связано со взаимодействием активных атомов друг с другом и на прямую зависит от расстояния между ними. В системе SmBO3 - ScBO3 существует соединение SmSc3(BO3)4 аналогично RSc3(ВО3)4, где R=La-Nd. [Durmanov, S. Т., et al., Binary Rare-Earth Scandium Borates for Diode-Pumped Lasers. Optical Materials 2001, 18, 243-284]. При выращивании кристаллов этого соединения на платиновую петлю из флюса 0.59LiBO2-0.41LiF при температуре 940°С получена низкотемпературная нецентросимметричная моноклинная фаза SmSc3(ВО3)4 с перемененным составом, стабильность структуры которой связана с частичным замещением Sm в позициях Sc, и ее формульный состав можно выразить в виде SmxSc4-x(BO3)4, где 0.88≤x≤1 [Kuznetsov, А. В., et al., Polymorphism in SmSc3(BO3)4: Crystal Structure, Luminescent and SHG Properties. Journal of Alloys and Compounds 27.08.2020, 851, 156825]. Материалы на основе высокотемпературной и низкотемпературной модификаций SmSc3(ВО3)4 обладают как нелинейно-оптическими, так и фотолюминесцентными свойствами. При исследовании системы SmBO3-ScBO3 методом твердофазного синтеза было получено новое соединение SmSc(BO3)2, аналогичное соединениям, обнаруженным в системах RBO3-ScBO3(R=Ho-Lu), кристаллизующие в структуре кальцита с пространственной группой [Doi, Y.; Satou, Т.; Hinatsu, Y., Crystal Structures and Magnetic Properties of Lanthanide Containing Borates LnM(BO3)2 (Ln=Y, Ho-Lu; M=Sc, Cr). Journal of Solid State Chemistry 2013, 206, 151-157].

Технической проблемой, решение которой обеспечивается при осуществлении изобретения, является расширение арсенала материалов на основе скандоборатов самария, обладающих фотолюминесцентными свойствами

Техническим результатом изобретения является получение нового скандобората состава SmSc(BO3)2 в системе SmBO3 - ScBO3.

Технический результат достигнут получением редкоземельного скандоборта самария SmSc(BO3)2, кристаллизующегося в тригональной сингонии с пространственной группой и параметрами элементарной ячейки а = 4.8923(4) , с = 16.3003(13) , обладающего способностью излучать свет от 566 до 708 нм, и выращенный методом спонтанной кристаллизации из смеси исходных компонентов, взятых в стехиометрическом соотношении.

Получен новый скандоборат SmSc(BO3)2, в котором частичное замещение Sm на Sc позволяет снизить концентрацию самария в фотолюминесцентном материале и избежать эффекта концентрационного тушения.

На фиг. 1 представлена термограмма: SmSc(BO3)2, на фиг. 2 - структура SmSc(BO3)2, кристаллизующегося в тригональной сингонии с пространственной группой с параметрами элементарной ячейки а = 4.8923(4) , с = 16.3003(13) ; на фиг. 3 - спектры люминесценции: а) SmSc(BO3)2, б) SmBO3 при комнатной температуре, возбуждаемый УФ-излучением с длиной волны 405 нм.

По данным ДТА температура плавления SmSc(BO3)2 соответствует 1400°С. Конгруэнтный характер плавления позволяет получать поликристаллические образцы из собственного расплава.

В структуре SmSc(BO3)2 атомы Sm и Sc занимают общую октаэдрическую позицию (Sm, Sc)O6 и формируют слои перпендикулярные с (фиг. 2а). В этих слоях октаэдры соединяются посредством плоских ВО3 треугольников (фиг. 2б), а слои между собой соединяются через общий кислород. Таким образом, среднее расстояние Sm - О - Sc составляет 3,92 , позволяющее предполагать минимальное взаимодействие между атомами РЗЭ.

Спектр люминесценции для SmSc(BO3)2 (фиг. 3а) имеет несколько типичных пиков, расположенных на 566, 602, 645, и 708 нм, которые соответствуют 4G5/26HJ (J=5/2, 7/2, 9/2 и 11/2) переходам. Два наиболее сильных пика люминесценции расположены на 602 и 645 нм и соответствуют 4G5/26Н7/2 и 4G5/26H5/2 переходам. Соединение SmBO3 не люминесцирует (фиг. 3б) из-за характерного для него концентрационного тушения.

Предлагаемое техническое решение иллюстрируется следующим примером, в котором описан способ получения поликристаллического образца SmSc(BO3)2, выращенного методом спонтанной кристаллизации из расплава исходных компонентов, взятых в стехиометрическом соотношении.

Пример. Исходную смесь, состоящую из компонентов, содержащих, соответственно: оксид самария Sm2O3-6,27 г, оксид скандия Sc2O3-247 г и борную кислоту H3BO3-2,24 г, перетирали и загружали в платиновый тигель.

Тигель помещали в печь и нагревали до 1450°С со скоростью 50 град/ч. Из полученного расплава, перегретого для гомогенизации выше температуры плавления на 50 градусов, выращивали поликристаллические образцы, охлаждением до 1350°С со скоростью 20 град/ч с последующей закалкой до комнатной температуры.

Экспериментально для выращивания поликристаллических образцов определили ростовой температурный интервал от 1450°С до 1350°С. Согласно результатам твердофазного синтеза SmSc(BO3)2 фазовое равновесие не достигается даже при температурах близких к температуре плавления. На рентгенограмме отожженного образца при 1350°С с многократными перешихтовками и выдержкой в течение 5 суток идентифицировались примесные пики соединений SmSc3(ВО3)4 и SmBO3. Получение беспримесного SmSc(BO3)2 было достигнуто только после полного плавления синтезированного образца при 1450°С.

Экспериментальным путем найдены оптимальные условия для получения беспримесного поликристаллического образца соединения SmSc(BO3)2, кристаллизующегося в тригональной сингонии с пространственной группой и параметрами элементарной ячейки а = 4.8923(4) , с = 16.3003(13) .

Таким образом, созданием нового соединения SmSc(BO3)2 решается задача расширения арсенала материалов, в частности, для скандоборатов самария, обладающих фотолюминесцентными свойствами.

Фотолюминесцентный материал на основе скандобората самария SmSc(BO), излучающий свет от 566 до 708 нм, кристаллизующийся в тригональной сингонии с пространственной группой с параметрами элементарной ячейки а = 4.8923(4) , с = 16.3003(13) , выращенный методом спонтанной кристаллизации из расплава исходных компонентов, взятых в стехиометрическом соотношении.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 11-20 of 30 items.
25.08.2017
№217.015.baac

Материал для дихроичной поляризации света - кристалл liba(bo)f

Изобретение относится к материалам для поляризационных оптических устройств, которые могут быть использованы для получения линейно-поляризованного света в оптико-электронных приборах: поляриметрах, эллипсометрах, дихрометрах, фотоэлектрических автоколлиматорах, модуляторах световых потоков,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002615691
Дата охранного документа: 06.04.2017
19.01.2018
№218.016.0419

Кристаллический материал для регистрации рентгеновского излучения

Изобретение относится к технологии получения кристаллического материала, являющегося твердым раствором общей формулы ВаSr(ВО)F, где 0≤x≤1 и 0≤y≤0,5, пригодного для регистрации рентгеновского излучения. Кристаллический материал ВаSr(ВО)F имеет центры окраски, образованные под воздействием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630511
Дата охранного документа: 11.09.2017
19.01.2018
№218.016.0bba

Устройство для получения конденсата водяного пара из горючего природного газа и попутного нефтяного газа в полевых условиях для анализа содержания трития

Изобретение относится к области радиоэкологического мониторинга районов мирных подземных ядерных взрывов в пределах нефтегазоносных бассейнов, в частности к малогабаритным устройствам пробоподготовки горючих природных газовых проб в полевых условиях и перевода опасных для транспортировки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002632453
Дата охранного документа: 04.10.2017
04.04.2018
№218.016.369f

Способ измерения характеристики изотопной системы образца при поэтапном выделении анализируемого вещества (варианты)

Группа изобретений относится к области аналитических методов изотопной геохронологии и геохимии. Способ включает измерение количества каждого из изотопов в анализируемом веществе, выделенном из навески образца на каждом из этапов выделения анализируемого вещества из навески образца; введение в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646461
Дата охранного документа: 05.03.2018
14.03.2019
№219.016.df06

Способ выращивания кристалла трибората лития (варианты)

Изобретение относится к области получения кристалла трибората лития LiBO (LBO), являющегося высокоэффективным нелинейно-оптическим материалом, применяющимся для пассивного преобразования частоты лазерного излучения. Способ выращивания кристалла трибората лития включает загрузку начальной шихты...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002681641
Дата охранного документа: 11.03.2019
31.05.2019
№219.017.7137

Дихроичный материал - фторидоборат с "антицеолитной" структурой

Изобретение относится к материалам для поляризационных оптических устройств. Дихроичный материал представляет собой фторидоборат с «антицеолитной» структурой с общей формулой ; при х=0, у=(0÷0.1) в виде каркаса [Ва(ВО)], сложенного чередующимися слоями (АВАВ) вдоль направления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002689596
Дата охранного документа: 28.05.2019
12.08.2019
№219.017.be7d

Способ определения объемной активности трития в горючем природном газе или попутном нефтяном газе скважин нефтяных и газовых месторождений

Изобретение относится к области радиационного мониторинга районов мирных подземных ядерных взрывов в пределах нефтегазоносных бассейнов, в частности к получению количественных данных об объемной активности трития. Способ определения объемной активности трития в горючем природном газе или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002696811
Дата охранного документа: 06.08.2019
08.09.2019
№219.017.c941

Нелинейный монокристалл литиевых халькогенидов общей формулы ligainte и способ его получения

Изобретение относится к монокристаллам литиевых халькогенидов, предназначенных к применению в нелинейной оптике для реализации перестройки лазерного излучения видимого и ближнего ИК-диапазона в средний ИК-диапазон. Получен нелинейный монокристалл литиевых халькогенидов общей формулы LiGaInTe,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002699639
Дата охранного документа: 06.09.2019
08.11.2019
№219.017.df02

Способ выращивания кристалла метабората бария β-babo(bbo)

Изобретение относится к получению монокристаллов метабората бария ΒaΒO (ВВО), применяемых в лазерных системах. Рост кристалла ВВО осуществляют в прецизионной нагревательной печи, обладающей высокой симметрией и стабильностью теплового поля из высокотемпературного раствора-расплава, включающего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002705341
Дата охранного документа: 06.11.2019
15.11.2019
№219.017.e290

Реакционная ячейка многопуансонного аппарата высокого давления и температуры для обработки алмаза

Изобретение относится к области обработки алмаза на многопуансонных аппаратах высокого давления и температуры. Реакционная ячейка многопуансонного аппарата высокого давления и температуры содержит соосно установленные цилиндрической формы нагревательный элемент 1 с торцевыми двойными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002705962
Дата охранного документа: 12.11.2019
Showing 11-20 of 25 items.
25.08.2017
№217.015.c0ba

Применение нелинейного кристалла трибората лития (lbo) для фазосогласованной генерации излучения терагерцового диапазона

Изобретение относится к нелинейной оптике. Нелинейный анизотропный кристалл трибората лития LiBO (LBO) применяют в качестве активной среды для генерации излучения терагерцового диапазона 0.3-10 ТГц (1000-30 мкм) путем обеспечения выполнения условий фазового синхронизма при генерации разностной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617561
Дата охранного документа: 25.04.2017
20.11.2017
№217.015.ef96

Способ получения частиц хлорида серебра

Изобретение может быть использовано в неорганической химии, в производстве фотокатализаторов, полупроводников и сенсорных материалов. Способ получения частиц хлорида серебра включает обменную реакцию между солями, одна из которых - серебросодержащая, а вторая – хлорсодержащая. Осуществляют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629080
Дата охранного документа: 24.08.2017
14.03.2019
№219.016.df06

Способ выращивания кристалла трибората лития (варианты)

Изобретение относится к области получения кристалла трибората лития LiBO (LBO), являющегося высокоэффективным нелинейно-оптическим материалом, применяющимся для пассивного преобразования частоты лазерного излучения. Способ выращивания кристалла трибората лития включает загрузку начальной шихты...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002681641
Дата охранного документа: 11.03.2019
20.03.2019
№219.016.e81d

Способ получения ag-au халькогенида

Изобретение относится к технологии высокотемпературного синтеза халькогенидов золота и серебра, а именно AgAuX, где X=S, Se, - ютенбогаардтита (α-AgAuS) и фишессерита (α-AgAuSe). Au-Ag халькогениды получают из высокотемпературных расплавов стехиометрического состава смеси элементарных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002458190
Дата охранного документа: 10.08.2012
31.05.2019
№219.017.7137

Дихроичный материал - фторидоборат с "антицеолитной" структурой

Изобретение относится к материалам для поляризационных оптических устройств. Дихроичный материал представляет собой фторидоборат с «антицеолитной» структурой с общей формулой ; при х=0, у=(0÷0.1) в виде каркаса [Ва(ВО)], сложенного чередующимися слоями (АВАВ) вдоль направления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002689596
Дата охранного документа: 28.05.2019
08.11.2019
№219.017.df02

Способ выращивания кристалла метабората бария β-babo(bbo)

Изобретение относится к получению монокристаллов метабората бария ΒaΒO (ВВО), применяемых в лазерных системах. Рост кристалла ВВО осуществляют в прецизионной нагревательной печи, обладающей высокой симметрией и стабильностью теплового поля из высокотемпературного раствора-расплава, включающего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002705341
Дата охранного документа: 06.11.2019
10.12.2019
№219.017.ebdb

Способ получения цветного хромдиопсидового стекла (варианты)

Изобретение относится к использованию минерального сырья хромдиопсида (магний-кальциевый силикат состава MgCaSiO, содержащий примесь хрома) для получения ювелирного поделочного материала в виде плавленых цветных однородных окрашенных стеклообразных образцов. Зеленое хромдиопсидовое стекло...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002708438
Дата охранного документа: 06.12.2019
27.12.2019
№219.017.f31b

Фотолюминесцентный материал редкоземельного ортобората и способ его получения

Изобретение может быть использовано при изготовлении экологически чистых источников света. Сначала готовят исходную смесь следующих компонентов, мол.%: карбонат калия KCO - 12,5; карбонат кальция CaCO - 25; борную кислоту НВО - 50 и оксид редкоземельного элемента неодима NdO - 12,5. Полученную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002710191
Дата охранного документа: 24.12.2019
04.02.2020
№220.017.fd88

Способ получения диопсидного стекла (варианты)

Изобретение относится к способу получения на основе минерального сырья доломита (CaMg(CO)) и диоксида кремния (чистого кварцевого песка) диопсидного стекла, близкого к составу MgCaSiO, с различными функциональными свойствами, в частности, для получения люминесцентных и окрашенных диопсидных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002712885
Дата охранного документа: 31.01.2020
09.06.2020
№220.018.25c3

Фотолюминесцентный материал на основе сложного бората

Изобретение относится к химической промышленности. Фотолюминесцентный материал на основе сложного бората, допированного тербием, относится к пространственной группе Р-1 триклинной сингонии, имеет состав LiBaScBO:0,1Tb, параметры решетки а=5,2231 b=8,5640 с=11,4209 α=73,362°, β=78,566°,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002723028
Дата охранного документа: 08.06.2020
+ добавить свой РИД