Танталат лютеция представляет собой химическое соединение лютеция , тантала и кислорода с формулой LuTaO 4 . При плотности 9,81 г / см 3 , [1] эта соль плотнейшим известным белым стабильный материал. (Хотя диоксид тория ThO 2 также белого цвета и имеет более высокую плотность 10 г / см 3 , он радиоактивно нестабилен ; хотя он недостаточно радиоактивен, чтобы сделать его нестабильным как материал, даже его низкая скорость распада все еще слишком велика использует такие как люминофоры для обнаружения ионизирующего излучения.) Белый цвет и высокая плотность LuTaO 4делают его идеальным для применения в люминофоре , хотя высокая стоимость лютеция является препятствием. [2] [3]
Свойства [ править ]
В стандартных условиях LuTaO 4 имеет моноклинную (обозначенную как M '; символ Пирсона mP12, пространственная группа = P2 / a, № 13) кристаллическую структуру типа фергусонита . Ее можно изменить на структуру I2 / a (M) путем отжига при 1600 ° C. Обе конструкции стабильны в стандартных условиях. [4] В структуре M 'атом лютеция 8-кратно координирован с кислородом и образует искаженную антипризму с симметрией сайта C 2 . Танталат лютеция по структуре идентичен танталату иттрия (YTaO 4 ) итанталат гадолиния (GdTaO 4 ). [5]
Сам по себе танталат лютеция обладает слабой флуоресценцией . Яркое излучение достигается за счет включения небольших количеств (около 1%) различных редкоземельных примесей в процессе роста кристаллов, например европия (резкая красная линия на 610 нм), самария (красный: 610 нм), тербия (зеленый -желтый: линии 495 и 545 нм), празеодим (красный: 615 нм), тулий (синий: 455 нм), диспрозий (оранжевый: 580 нм) или ниобий (синий: 400 нм, широкий пик). Излучение лучше всего возбуждается электронами , рентгеновскими лучами или ультрафиолетовым светом при 220 нм. Высокая плотность LuTaO4 способствует возбуждению рентгеновскими лучами, которое имеет относительно более эффективное и более сильное поглощение в LuTaO 4 по сравнению с другими материалами. LuTaO 4 также обладает термолюминесценцией - светится в темноте при нагревании после освещения. [1]
Подготовка [ править ]
Для приготовления образца танталата лютеция порошки оксидов лютеция и тантала (Lu 2 O 3 и Ta 2 O 5 ) смешивают и отжигают при температуре выше 1200 ° C в течение нескольких часов. Для приготовления люминофора перед отжигом в смесь добавляют небольшую фракцию подходящего материала, такого как оксид другого редкоземельного металла. После охлаждения продукт выщелачивают водой, промывают, фильтруют и сушат, в результате чего получают белый порошок, состоящий из частиц LuTaO 4 микрометровых размеров . [1]
Ссылки [ править ]
- ^ а б в Бласс, Г .; Дирксен, Г .; Brixner, L .; Кроуфорд, М. (1994). «Люминесценция материалов на основе LuTaO4». Журнал сплавов и соединений . 209 : 1-2. DOI : 10.1016 / 0925-8388 (94) 91069-3 .
- ^ Шигео Shionoya (1998). Справочник по люминофору . CRC Press. п. 846. ISBN 0-8493-7560-6.
- ^ CK Гупта, Nagaiyar Кришнамурти (2004). Добывающая металлургия редкоземельных элементов . CRC Press. п. 32. ISBN 0-415-33340-7.
- ^ Лю, Вт .; Zhang, Q .; Ding, L .; Sun, D .; Luo, J .; Инь, С. (2009). «Фотолюминесцентные свойства LuTaO 4 : RE 3+ (RE 3+ = Eu 3+ , Tb 3+ ) со структурой M'-типа». Журнал сплавов и соединений . 474 : 226–228. DOI : 10.1016 / j.jallcom.2008.06.059 .
- ^ Guokui Лю, Бернард Jacquier (2005). Спектроскопические свойства редкоземельных элементов в оптических материалах . Springer. п. 505. ISBN 3-540-23886-7.
