6 P J або 6 I J є більш вірогідними, ніж на основний стан, і дають люмінесценцію в області 600 нм і ІК - області [10]. Основний стан іона Gd 3 + в кристалічному полі тієї чи іншої матриці має дуже невелике розщеплення, яке, як правило, не реєструється в люмінесценції [11-13]. Розрахунковий енергетичний інтервал між першим збудженим і основним станами на іоні Gd 3 + складає ~ 3.99 eV, і можна очікувати, що тільки заборонені зони таких шірокозонних напівпровідників як AlN і cBN можуть В«вміститиВ» ці переходи. Відомі роботи по фотолюмінесценції на іонах Gd 3 + , введених в різні кристалічні матриці. Наприклад, в Y 2 SiO 5 емісія на Gd 3 + спостерігалася при 307 нм і 313 нм [14]. Подібна люмінесценція спостерігалася на іонах Gd 3 + в LiGdF 4 і AlN [17, 18]. Перспективність матеріалів, активовані гадолінієм, для їх використання в якості світлових емітерів, що працюють в УФ - області [19], очевидна.
У справжній роботі ми досліджуємо люмінесценцію зразків кубічного нітриду бору, активованого гадолінієм, в тому числі полікрісталлов, синтезованих під високим тиском у присутності алюмінію, і додатково пройшли Термобарический обробку після синтезу.
Експеримент
Зразки cBN, активовані гадолінієм, виходили в техніці високих тисків у вигляді мікропорошків, керамічних зразків і полікристалів. Мікропорошки Gd: cBN синтезувалися з технічного hBN в каталітичної системі, забезпечує надлишок азоту, у присутності 1 вагу.% сполуки Gd у вигляді порошків, в тому числі нанорозмірних. Всі мікропорошки cBN були світло-жовтого кольору з розміром зерен 2 - 5 m. Мікропорошки спікається в керамічні зразки Gd: cBN c з використанням високих тисків і температур. Полікристали Gd: cBN p виходили з hBN шляхом прямого фазового перетворення. Вихідна шихта містила 1, 2 і 5 вагу.% Сполуки Gd. Деякі полікрісталли синтезувалися в присутності Al, а деякі були піддані додатковій, після синтезу, термобарической обробці.
Після спікання та синтезу компактні зразки Gd: cBN полірувалися до дзеркального блиску і труїлися в соляній кислоті для видалення можливих забруднень.
Дослідження фотолюмінесценції (ФЛ) зразків кубічного нітриду бору проводили на мікро-раманівського спектрометрі В«Renishaw-1000В» при температурі рідкого гелію - з використанням кріогенного пристрою В«Oxford Instrument MicrostatsВ», і кімнатної температурі. Для порушення ФО у видимій області використовувався аргоновий лазер з довжиною хвилі 488 нм, а в УФ - області - Ar - лазер в режимі двухфотонного збудження на довжині хвилі 244 нм. В останньому випадку енергія в 10 мВт фокусувалася у фокусі діаметром 10 m.
Результати
За результатами активаційного аналізу всі зразки, активовані Gd в процесі синтезу під високим тиском, показали присутність РЗЕ. Встановлено, що введення 1 - ...
