Russian Journal of Inorganic ChemistryRussian Journal of Inorganic ChemistryЖурнал неорганической химии0044-457X3034-560XThe Russian Academy of Sciences66529210.31857/S0044457X22601353JCHJRUНЕОРГАНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ И НАНОМАТЕРИАЛЫUnknownBa2Gd2 – xSmxGe4O13: Luminescence Properties, Prospects for Non-Contact Temperature Sensing Applications and Light-Emitting DiodesBa2Gd2 – xSmxGe4O13: люминесцентные свойства, перспективы использования для бесконтактной термометрии и светоизлучающих диодовChvanovaA. V.ЧвановаА. В.chvanova10_99@mail.ruLipinaO. A.ЛипинаО. А.chvanova10_99@mail.ruChufarovA. Yu.ЧуфаровА. Ю.chvanova10_99@mail.ruTyutyunnikA. P.ТютюнникА. П.chvanova10_99@mail.ruBaklanovaYa. V.БаклановаЯ. В.chvanova10_99@mail.ruSuratL. L.СуратЛ. Л.chvanova10_99@mail.ruZubkovV. G.ЗубковВ. Г.chvanova10_99@mail.ruInstitute of Solid State Chemistry, Ural Branch, Russian Academy of SciencesИнститут химии твердого тела УрО РАН0103202368338339226022025Copyright ©; 2023, А.В. Чванова, О.А. Липина, А.Ю. Чуфаров, А.П. Тютюнник, Я.В. Бакланова, Л.Л. Сурат, В.Г. ЗубковCopyright ©; 2023, А.В. Чванова, О.А. Липина, А.Ю. Чуфаров, А.П. Тютюнник, Я.В. Бакланова, Л.Л. Сурат, В.Г. Зубков2023А.В. Чванова, О.А. Липина, А.Ю. Чуфаров, А.П. Тютюнник, Я.В. Бакланова, Л.Л. Сурат, В.Г. ЗубковА.В. Чванова, О.А. Липина, А.Ю. Чуфаров, А.П. Тютюнник, Я.В. Бакланова, Л.Л. Сурат, В.Г. Зубковhttps://transsyst.ru/0044-457X/article/view/665292

Tetragermanates Ba2Gd2 – xSmxGe4O13 (x = 0.025–0.8) have been synthesized by the solid-phase method. Solid solutions crystallize in the monoclinic crystal system (space group С2/с, Z = 4) and are members of a small family of inorganic compounds containing [Ge4O13]10– anions. The photoluminescence properties of germanates upon excitation by radiation with λex = 275 nm have been studied. The spectra of the compounds show a broad band with a maximum at 313 nm and a set of lines in the range of 525–730 nm, corresponding to intraconfigurational 4f–4f transitions in Gd3+ and Sm3+ ions. It has been found that germanate Ba2Gd1.95Sm0.05Ge4O13 has the maximum luminescence intensity. For this sample, the color characteristics and the temperature dependences of the intensity ratios of the main luminescence bands upon heating to 498 K have been studied. It has been concluded that Ba2Gd1.95Sm0.05Ge4O13 can be used as a material for non-contact temperature sensing and light emitting diodes.

Тетрагерманаты Ba2Gd2 – xSmxGe4O13 (x = 0.025–0.8) получены твердофазным методом. Твердые растворы кристаллизуются в моноклинной сингонии (пр. гр. С2/с, Z = 4) и являются представителями немногочисленного класса неорганических соединений, содержащих в своей структуре анионы [Ge4O13]10–. Изучены фотолюминесцентные свойства германатов при возбуждении излучением с λex = 275 нм. Спектры соединений содержат широкую полосу с максимумом при 313 нм и набор линий в области 525–730 нм, соответствующие внутриконфигурационным 4f–4f-переходам в ионах Gd3+ и Sm3+. Обнаружено, что максимальной интенсивностью свечения обладает германат Ba2Gd1.95Sm0.05Ge4O13. Для данного образца изучены цветовые характеристики и исследованы температурные зависимости отношений интенсивностей основных люминесцентных полос при нагреве до 498 K. На основании полученных данных сделан вывод о возможности применения Ba2Gd1.95Sm0.05Ge4O13 в качестве материала для бесконтактной термометрии и светоизлучающих диодов.

luminescencegermanatesamariumлюминесценциягерманатсамарийBrites C.D.S., Millán A., Carlos L.D. // Handb. Phys. Chem. Rare Earths. 2016. V. 49. P. 339. https://doi.org/10.1016/bs.hpcre.2016.03.005Brites C.D.S., Lima P.P., Silva et al. // Nanoscale. 2012. V. 4. P. 4799. https://doi.org/10.1039/C2NR30663HRai V.K., Rai S.B. // Appl. Phys. B. 2007. V. 87. P. 323. https://doi.org/10.1007/s00340-007-2592-zDramićanin M. Chapter 6 – Lanthanide and Transition Metal Ion Doped Materials for Luminescence Temperature Sensing in Luminescence Thermometry: Methods, Materials, and Applications, Woodhead Publishing Series in Electronic and Optical Materials. 2018. P. 113–157.Zhu K., Zhou H., Qiu J. et al. // J. Alloys Compd. 2021. V. 890. P. 161844. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.161844Nikolić M.G., Jovanović D.J., Đorđević V. et al. // Phys. Scr. 2012. P. 014063. https://doi.org/10.1088/0031-8949/2012/T149/014063Suta M., Mejerink A. // Adv. Theory Simul. 2020. V. 3. P. 2000176. https://doi.org/10.1002/adts.202000176Li J., Yan J., Wen D. et al. // J. Mater. Chem. C. 2016. V. 4. P. 8611. https://doi.org/10.1039/C6TC02695HMa Y., Tang S., Ji C. et al. // J. Lumin. 2022. V. 242. P. 118530. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2021.118530Ji C., Huang Z., Tian X. et al. // J. Alloys Compd. 2020. V. 825. P. 154176. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.154176Ji C., Huang Z., Tian X. et al. // J. Lumin. 2021. V. 232. P. 117775. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2020.117775Singh V., Lakshminarayana G., Singh N. // Optik. 2020. V. 211. P. 164272. https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2020.164272Liu H., Guo S., Hao Y. et al. // J. Lumin. 2012. V. 132. № 11. P. 2908. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2012.06.006Mei L., Liu H., Liao L. et al. // Scientif. Rep. 2017. V. 7. P. 15171. https://doi.org/10.1038/s41598-017-15595-zHelode S.J., Kadam A.R., Dhoble S.J. // Chem. Data Collect. 2020. V. 40. P. 100881. https://doi.org/10.1016/j.cdc.2022.100881Денисова Л.Т., Молокеев М.С., Каргин Ю.Ф. и др. // Журн. неорган. химии. 2021. Т. 66. № 12. С. 1700. https://doi.org/10.1134/S0036023621120020Горбунов Ю.А., Максимов Б.А., Белов Н.В. // Докл. АН СССР. 1973. Т. 211. С. 591.Masuda T., Chakoumakos B.C., Nygren C.L. et al. // J. Solid State Chem. 2003. V. 176. P. 175. https://doi.org/10.1016/S0022-4596(03)00387-6Redhammer G.J., Roth G. // J. Solid State Chem. 2004. V. 177. P. 2714. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2004.04.016Sanjeewa L.D., McGuire M.A., McMillen C.D. et al. // Chem. Mater. 2017. V. 29. P. 1404. https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.6b05320Ananias D., Paz F.A.A., Carlos L.D. et al. // Eur. J. Inorg. Chem. 2018. V. 2018. № 20. P. 2444. https://doi.org/10.1002/ejic.201800153Tyutyunnik A.P., Chufarov A.Yu., Surat L.L. et al. // Mendeleev Commun. 2018. V. 28. P. 661. https://doi.org/10.1016/j.mencom.2018.11.035Lipina O.A., Surat L.L., Chufarov A.Y. et al. // Dalton Trans. 2021. V. 50. P. 10935. https://doi.org/10.1039/d1dt01780bToby B.H. // J. Appl. Crystallogr. B. 2001. V. 34. P. 210. https://doi.org/10.1107/S0021889801002242Larson A.C., Von Dreele R.B. General Structure Analysis System (GSAS), Los Alamos National Laboratory Report LAUR 86-748, Los Alamos, NM, 2004.Shannon R.D. // Acta Crystallogr., Sect. A. 1976. V. 32. P. 751. https://doi.org/10.1107/S0567739476001551Ullah I., Shah S.K., Rooh G. et al. // Opt. Mater. 2021. V. 111. P. 110657. https://doi.org/10.1016/j.optmat.2020.110657Baklanova Y.V., Maksimova L.G., Lipina O.A. et al. // J. Lumin. 2020. V. 224. P. 117315. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2020.117315Wantana N., Kaewjaeng S., Kothan S. et al. // J. Lumin. 2017. V. 181. P. 382. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2016.09.050He J., Zhang S., Zhou J. et al. // Opt. Mater. 2015. V. 39. P. 81. https://doi.org/10.1016/j.optmat.2014.11.002Li Y., Dvořák M., Nesterenko P.N. et al. // Sens. Actuators B. 2018. V. 255. P. 1238. https://doi.org/10.1016/j.snb.2017.08.085Kelly K.L. // J. Opt. Soc. Am. 1943. V. 33. P. 627. https://doi.org/10.1364/JOSA.33.000627