Синтез ортоборатов Sr 3TR 2(Bo 3) 4, Tr = Sm, Ho, Y, Yb

Ранее нами исследованы структуры двойных боратов бария и редкоземельных элементов состава Ba₃ТR₂(BO₃)₄, TR = La, Pr [1–2]. Интерес к этим соединениям объясняется высокими значениями эффективной люминесценции и устойчивостью соединений. На основе двойных боратов M 3 ТR 2 (BO 3 ) 4 , TR = РЗЭ, M = Ca, Sr, Ba были получены люминофоры зеленого цвета, по яркости не уступающие промышленным [3]. Поэтому внимание исследователей в последние годы сфокусировано на соединениях этого состава [4–6].

Известно, что соединения Sr 3 TR 2 (BO 3 ) 4 , где TR = Pr, La, Nd, Y кристаллизуются в нецентросимметричной пр.гр. Pc2₁n [7-9], поэтому соединения этого семейства могут обладать нелинейно– оптическими свойствами.

Цель работы – синтез и исследование ортоборатов Sr 3 TR 2 (BO 3 ) 4 (3:1:4), где TR = РЗЭ.

Экспериментальная часть

В качестве исходных веществ использовали оксиды редкоземельных элементов Sm₂O₃ (х.ч.), Ho 2 O 3 (х.ч.), Yb 2 O 3 (х.ч.), Y 2 O 3 (х.ч.) с содержанием основного компонента не менее 99,9%, карбонат стронция SrCO 3 квалификации (х.ч.) и борную кислоту H 3 BO 3 (х.ч.). Синтез образцов осуществляли методом твердофазных реакций при ступенчатом отжиге стехиометрических количеств исходных реагентов в интервале температур 350–1000 °С в платиновых тиглях на воздухе. Отжиг образцов выполняли в течение 90–100 ч с многократным перетираниями. Достижение равновесия в образцах контролировали рентгенографически. Съемку образцов проводили на порошковом автодифрактометре D8 Advance Bruker AXS (CuK α – излучение, графитовый монохроматор).

Результаты и их обсуждение

Четкие рефлексы на рентгенограммах образцов Sr 3 TR 2 (BO 3 ) 4 , TR = Sm, Ho, Y, Yb, отсутствие линий исходных и возможных промежуточных соединений указывали на получение нами индивидуальных фаз. Сравнение рентгенограмм полученных соединений с приведенными в литературе показало их сходство. Соединение Sr 3 Y 2 (BO 3 ) 4 кристаллизуется в ромбической сингонии и имеет нецентросимметричную пр. гр. Pc2 1 n с параметрами элементарной ячейки а = 8,694 (8) Å, b = 15,971 (1) Å, с = 7,391 (2) Å и Z = 4 [10]. Проекция структуры на плоскость (001) показана на рис. 1. Основными структурными единицами являются изолированные BO₃-треугольники, кислородные полиэдры атомов стронция и иттрия. Атомы иттрия занимают два различных кристаллографических положения (Y1 и Y2), и каждый из них имеет КЧ = 8. Колонки полиэдров Y(2)O₈, связанные общими ребрами, выстроены вдоль оси – с. Расстояние между двумя соответствующими атомами Y равно значению параметра с . Атомы стронция занимают три позиции с КЧ = 8, 9 и 10. Все полиэдры иттрия и стронция, объединяясь между собой общими ребрами, образуют трехмерный каркас. На рис. 2. приведены рентгенограммы полученных нами Sr 3 TR 2 (BO 3 ) 4 , TR = Sm, Ho, Y, Yb образцов при 1000 °С.

Рис. 1. Проекция Sr- и Y- полиэдров на плоскость (001) по [10]

Рис. 2. Рентгенограммы образцов ортоборатов Sr3TR2(BO3)4, TR = Sm (1), Ho (2), Y (3), Yb (4)

Б.Н. Цыдыпова, А.А. Павлюк . Выращивание кристаллов двойного молибдата Li₈Bi₂(MoO₄)₇