Термостимулированная люминесценция вольфрамата кальция с вакансиями кислорода

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Из первых принципов выполнены квантово-химические расчеты электронной структуры чистого CaWO4 и CaWO4, содержащего кислородные вакансии. Вычисленные значения сравнивали со значениями, полученными из экспериментальных кривых термостимулированной люминесценции. Влияние вакансий и разупорядочения структуры отражается в появлении дополнительных уровней в запрещенной зоне.

Ключевые слова

Об авторах

Е. В. Соколенко

Cеверо-Кавказский федеральный университет

Email: sokolenko-ev-svis@rambler.ru
Россия, 355017, Ставрополь, ул. Пушкина, 1

Е. С. Буянова

Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина

Email: a020294@mail.ru
Россия, 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19

З. А. Михайловская

Уральский федеральный университет им. Первого Президента России Б.Н. Ельцина,
Институт естественных наук и математики; Институт геологии и геохимии им. академика А.Н. Заварицкого УрО РАН

Email: kaimi-olga@mail.ru
Россия, 620000, Екатеринбург, пр-т Ленина, 51; Россия, 620110, Екатеринбург, ул. Академика Вонсовского, 15

Г. В. Слюсарев

Cеверо-Кавказский федеральный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: sokolenko-ev-svis@rambler.ru
Россия, 355017, Ставрополь, ул. Пушкина, 1

Список литературы

  1. Spassky D., Mikhailin V., Nazarov M., Ahmad-Fauzi M.N., Zhbanov A. Luminescence and Energy Transfer Mechanisms in CaWO4 Single Crystals // J. Lumin. 2012. V. 132. P. 2753–2762. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2012.05.028
  2. Ninkovic J., Angloher G., Bucci C., Cozzini C., Frank T., Hauff D., Kraus H., Majorovits B., Mikhailik V., Petricca F., Pröbst F., Ramachers Y., Rau W., Seidel W., Uchaikin S. CaWO4 Crystals as Scintillators for Cryogenic Dark Matter Search // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. A. 2005. V. 537. P. 339–343. https://doi.org/10.1016/j.nima.2004.08.039
  3. Michail C., Valais I., Fountos G., Bakas A., Fountzoula C., Kalyvas N., Karabotsos A., Sianoudis I., Kandarakis I. Luminescence Efficiency of Calcium Tungstate (CaWO4) under X-ray Radiation: Comparison with Gd2O2S:Tb // Meas. 2018. V. 120. P. 213–220. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2018.02.027
  4. Mikhailik V.B., Kraus H., Miller G., Mykhaylyk M.S., Wahl D. Luminescence of CaWO4, CaMoO4, and Z-nWO4 Scintillating Crystals under Different Excitations // J. Appl. Phys. 2005. V. 97. P. 083523-1–083535-8. https://doi.org/10.1063/1.1872198
  5. Mork V., Namozov B., Yaroshev1ch N. Complex Oxides: Electron Excitations and their Relaxation // Radiat. Meas. 1995. V. 24. № 4. P. 371–374.
  6. Li Y., Sun L., Wang Z., Wang S., Liu X., Wang Y. Investigation of Oxygen Vacancy and Photoluminescence in Calcium Tungstate Nanophosphors with Different Particle Sizes // Mater. Res. Bull. 2014. V. 50. P. 36–41. https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2013.10.022
  7. Du P., Wu S., Yu J.S. Synthesis, Electronic Structure and Luminescence Properties of Color-Controllable Dy3+/Eu3+-Codoped CaWO4 Phosphors // J. Lumin. 2016. V. 173. P. 192–198. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2015.12.014
  8. Evarestov R.A., Kalinko A., Kuzmin A., Losev M., Purans J. First-Principles LCAO Calculations on 5d Transition Metal Oxides: Electronic and Phonon Properties // Integr. Ferroelectr. 2009. V. 108. P. 1–10. https://doi.org/10.1080/10584580903323990
  9. Shao Z., Zhang Q., Liu T., Chen J. First-Principles Study on the Electronic Structure of CaWO4 Crystals Containing the F-Type Centers // Solid State Commun. 2008. V. 146. P. 258–260. https://doi.org/10.1016/j.ssc.2008.02.014
  10. Shao Z., Zhang Q., Liu T., Chen J. Computer Study of Intrinsic Defects in CaWO4 // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. B. 2008. V. 266. P. 797–801. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2008.01.018
  11. Shao Z., Zhang Q., Liu T. First-principles Study on Electronic Structure and Absorption Spectra for the CaWO4 Crystal with Oxygen Vacancy // Comput. Mater. Sci. 2008. V. 43. P. 1018–1021. https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2008.02.013
  12. Afanasiev P. Non-Aqueous Metathesis as a General Approach to Prepare Nanodispersed Materials: Case Study of Scheelites // J. Solid State Chem. 2015. V. 229. P. 112–123. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2015.05.006
  13. Carvalho I.P., Lima A.F., Lalic M.V. Theoretical Study of Electronic and Optical Properties of the Scheelite MWO4 (M = Ca, Sr or Ba) Compounds by Applying the Modified Becke-Johnson Exchange-correlation Potential // Opt. Mater. 2019. V. 92. P. 187–194. https://doi.org/10.1016/j.optmat.2019.04.026
  14. Orhan E., Anicete-Santos M., Maurera M.A.M.A., Pontes F.M., Souza A.G., Andrės J., Beltrán A., Varela J.A., Pizani P.S., Taft C.A., Longo E. Towards an Insight on the Photoluminescence of Disordered CaWO4 from a Joint Experimental and Theoretical Analysis // J. Solid State Chem. 2005. V. 178. P. 1284–1291. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2004.12.038
  15. Treadway M.J., Powell R.C. Luminescence of Calcium Tungstate Crystals // J. Chem. Phys. 1974. V. 61. P. 4003–4011. https://doi.org/10.1063/1.1681693
  16. Murk V., Nikl M., Mihokova E., Nitsch K. A Study of Electron Excitations in CaWO4 and PbWO4 Single Crystals // J. Phys. Condens. Matter. 1997. V. 9. P. 249–256. https://doi.org/10.1088/0953-8984/9/1/026
  17. Mikhailik V.B., Kraus H., Wahl D., Itoh M., Koike M., Bailiff I.K. One- and Two-Photon Excited Luminescence and Band-Gap Assignment in CaWO4 // Phys. Rev. B. 2004. V. 69. P. 205110.
  18. Gouveia A.F., Assis M., Ribeiro L.K., Lima A.E.B., de Oliveira Gomes E., Souza D., Galvao Y.G., Rosa I.L.V., da Luz Jr. G.E., Guillamon E., Longo E., Andres J., San-Miguel M.A. Photoluminescence Emissions of Ca1–xW-O4:xEu3+: Bridging between Experiment and DFT Calculations // J. Rare Earths. 2022. V. 40. P. 1527–1534. https://doi.org/10.1016/j.jre.2021.08.023
  19. Giannozzi P. et al. QUANTUM ESPRESSO: a Modular and Opensource Software Project for Quantum Simulations of Materials // J. Phys.: Condens. Matter. 2009. V. 21. P. 395502. https://doi.org/10.1088/0953-8984/21/39/395502
  20. Fletcher R. Practical Methods of Optimization. N. Y.: Wiley, 1987.
  21. Синельников Б.М., Соколенко Е.В., Звеков В.Ю. Природа центров “зеленой” люминесценции в шеелите // Неорган. материалы. 1996. Т. 32. № 9. С. 1139–1141.
  22. Соколенко Е.В., Жуковский В.М., Буянова Е.С., Краснобаев Я.А. Люминесцентные свойства разупорядоченных кислородом вольфраматов со структурой шеелита: II. Термолюминесценция // Неорган. материалы. 1998. Т. 34. № 5. С. 616–618.
  23. Blistanov A.A., Zakutaǐlov K.V., Ivanov M.A., Kvyat E.V., Klassen A.V., Kochurikhin V.V., Yakimova I.O. Defects in Calcium Tungstate Crystals // Cryst. Rep. 2006. V. 51. № 4. P. 661–663. https://doi.org/10.1134/S1063774506040201
  24. Murk V., Nikl M., Mihokova E., Nitsch K. A Study of Electron Excitations in CaWO4 and PbWO4 Single Crystals // J. Phys.: Condens. Matter. 1997. V. 9. P. 249–256.
  25. Christofilos D., Ves S., Kourouklis G. Pressure Induced Phase Transitions in Alkaline Earth Tungstates A // Phys. Status Solidi B. 1996. V. 198. P. 539–544.

Дополнительные файлы


© Е.В. Соколенко, Е.С. Буянова, З.А. Михайловская, Г.В. Слюсарев, 2023