Труды КНЦ (Технические науки вып.4/2025(16))

Исследуемые YbNbO4 закристаллизовались в структуре фергусонита-P с моноклинной ячейкой ортониобата иттербия (Z = 4,00), а YbTaO 4 — в моноклинной разновидности M -фергусонита с двумя формульными единицами на ячейку Z = 2,00. В образцах ортониобатов эрбия и иттербия дополнительных фаз не наблюдалось. В структуре Р-фергусонита атомы кристаллической матрицы (тантал или ниобий) находятся в искаженной октаэдрической координации с шестью связями Ta(Nb)-O , тогда как в M -фергусоните атомы тантала (ниобия) находятся в тетраэдрической координации. Следует отметить, что образец СВЧ: ErTaO4 содержит около 19 вес. % кубической фазы Er3TaO7 с пространственной группой SPGR: Fm-3m (225) (ICDD, карточка 00-024-0406), (рис. 1). Одной из причин образования дополнительных фаз может быть также неравномерность разогрева, приводящая к формированию разных кристаллических структур в разных участках образца. В литературе [7] есть данные о том, что спекание с помощью микроволнового излучения часто бывает неоднородным. Из-за особенностей механизма разогрева, происходит образование внутренних источников теплового излучения (горячие точки/локальные перегревы), которое с помощью конвекции и/или теплопроводности передается участкам, где внутренних источников тепла не образовалось. Так как шихта для микроволнового спекания была синтезирована жидкофазным методом, обеспечивающим высокую степень гомогенности (смешение компонентов происходит на молекулярном уровне), образование локальных перегревов и температурных градиентов минимально, а значит, образование вторичных кристаллических фаз не связано с главным недостатком синтеза с использованием микроволнового излучения (неоднородность нагрева). Присутствие в образце дополнительной кристаллической структуры может быть связано с неполнотой протекания реакции вследствие высокой тугоплавкости тантала. Вероятнее всего, для ортотанталатов эрбия и иттербия был выбран неоптимальный температурно-временной режим, и стоит провести дополнительные исследования по определению оптимальных времени и температуры спекания. Люминесцентные свойства полученных образцов исследовались путем сравнения интенсивности пиков спектров up -люминесценции. Антистоксовая люминесценция — это процесс, при котором образец поглощает фотоны с более низкой энергией (длинноволновое излучение) и испускает фотоны с более высокой энергией (коротковолновое излучение). Механизм такой люминесценции может быть разным [8]: — пошаговое поглощение (Excited State Absorption ESA) — последовательное поглощение ионом эрбия (Er3+) или иттербия (Yb3+) двух и более низкоэнергетических фотонов, переход на более высокие возбужденные состояния, излучательный переход; — перенос энергии (Energy Transfer Up-conversion, ETU) — энергия передается от одного возбужденного иона к другому, который после этого переходит в более высокое возбужденное состояние и релаксирует. Спектры полученных образцов представляют из себя набор узких полос, которые соответствуют электронным переходам на 4^оболочках редкоземельных ионов. Разные элементы имеют свои уникальные наборы энергетических уровней и способны испускать фотоны различных энергий, отображаемых на спектрах up -люминесценции. Вклад в общую люминесценцию в этих люминофорах вносят как эмиссионные центры на основе групп TaO 4 3- и NbO 4 3-, так и эмиссионные центры на основе редкоземельных катионов RE3+ базовой кристаллической матрицы [9]. Как уже упоминалось ранее, все образцы преимущественно обладают кристаллической структурой фергусонита, которая является наиболее оптимальной для расщепления энергетических уровней за счет характерной для нее симметрии и силы кристаллического поля. Несмотря на то, что образец ортотанталата эрбия, синтезированный с помощью микроволнового спекания, содержит некоторое количество второй фазы, он демонстрирует сравнимую интенсивность up-люминесценции с интенсивностью спектра образца ErTaO 4 , полученного по ТКТ (рис. 2a). Возможно, это связано с высокой степенью кристалличности СВЧ: ErTaO 4 . Необходимо заметить, что образцы YbNbO 4 , полученные микроволновым спеканием, обладают более интенсивной up-люминесценцией (рис. 2б). Этот эффект прослеживается для всех пар образцов с идентичным составом и разным способом получения. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 4. С. 168-173. Transactions of the Kola Science Centre of r A s . Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 4. P. 168-173. © Зеленина Е. В., Чуркина А. В., Щербина О. Б., Нечитайло П. М., Палатников М. Н., 2025 171