ИСТИНА

Цель работы Исследование особенностей синтеза, кристаллизации и получение новых данных о структурных, оптических, люминесцентных, магнитных свойствах РЗ хромовых и галлиевых боратов со структурным типом минерала хантита методами оптической, ИК-, люминесцентной спектроскопии, порошковой рентгеновской дифракции, термического анализа. Задачи работы 1. Определение фазовых соотношений в тройных системах Ln2O3 – Cr2O3 – B2O3 (Ln = Sm, Gd – Lu) и поиск систем, в которых происходит кристаллизация двойных боратов LnCr3(BO3)4. 2. Изучение фазовых соотношений в псевдо-тройных системах LnCr3(BO3)4 – K2Mo3O10 – В2O3 (Ln = Tb – Ho) и псевдо-двойных LnCr3(BO3)4 – K2Mo3O10 (Ln = Sm, Gd). Определение областей монофазной кристаллизации и оптимального состава шихты для синтеза ромбоэдрической модификации LnCr3(BO3)4. 3. Исследование термической устойчивости и механизмов плавления двойных боратов LnCr3(BO3)4 (Ln = Sm, Gd – Er). 4. Получение ИК спектров поглощения РЗ хромовых боратов LnCr3(BO3)4 (Ln = Gd – Ho). Нахождение зависимости между получаемой политипной модификацией и условиями роста кристаллов. 5. Построение энергетических схем штарковских уровней РЗ ионов в парамагнитном состоянии боратов LnCr3(BO3)4 (Ln = Sm, Tb, Dy). 6. Исследование магнитных фазовых переходов в боратах LnCr3(BO3)4 (Ln = Sm, Gd – Dy). 10 7. Получение и анализ спектров люминесценции, определение нелинейнооптических свойств РЗ галлиевых боратов LnGa3(BO3)4 (Ln = Nd, Sm, Tb, Dy, Ho, Er). Научная новизна 1. Впервые определены закономерности фазообразования в тройных оксидных системах Ln2O3 – Cr2O3 – B2O3 (Ln = Sm, Gd – Lu). Показано, что бораты LnCr3(BO3)4 образуются в системах Ln2O3 – Cr2O3 – B2O3 (Ln = Sm, Gd – Er), а для более мелких РЗ ионов (Tm – Lu) устойчива фаза LnCr(BO3)2 со структурой минерала доломита. 2. Впервые изучено фазообразование в системах LnCr3(BO3)4 – K2Mo3O10 – В2O3 (Ln = Tb, Dy, Ho) и LnCr3(BO3)4 – K2Mo3O10 (Ln = Sm, Gd). Определены области монофазной кристаллизации LnCr3(BO3)4 (Ln = Sm, Gd – Dy). 3. Впервые определены температуры плавления и изучена природа плавления двойных боратов LnCr3(BO3)4 (Ln = Sm, Gd – Er) и LnCr(BO3)2 (Ln = Ho – Lu). 4. Обнаружены условия кристаллизации ромбоэдрической и моноклинной политипных модификаций LnCr3(BO3)4 в системах LnCr3(BO3)4 – K2Mo3O10 – В2O3 и LnCr3(BO3)4 – K2Mo3O10 для РЗ ионов от Gd до Ho. 5. Впервые определены энергетические схемы штарковских уровней РЗ ионов в парамагнитном состоянии соединений LnCr3(BO3)4 (Ln = Sm, Tb, Dy). 6. Обнаружены магнитные фазовые переходы в боратах LnCr3(BO3)4 и исследована их природа. 7. Впервые проведена оценка нелинейно-оптических свойств РЗ галлиевых боратов LnGa3(BO3)4 (Ln = Nd, Sm, Tb, Dy, Ho, Er), показана перспективность их дальнейших исследований. Научная и практическая значимость работы Результаты исследований систем Ln2O3 – Cr2O3 – B2O3 (Ln = Sm, Gd – Lu) дали новые сведения о кристаллизации двух семейств РЗ хромовых боратов LnCr3(BO3)4 11 (Ln = Sm, Gd – Er) и LnCr(BO3)2 (Ln = Ho – Lu), которые могут быть использованы для разработки новых перспективных материалов с востребованными функциональными свойствами. Результаты исследований систем LnCr3(BO3)4 – K2Mo3O10 – В2O3 (Ln = Tb, Dy, Ho) и LnCr3(BO3)4 – K2Mo3O10 (Ln = Sm, Gd) дали возможность воспроизводимо выращивать кристаллы LnCr3(BO3)4 со значительным содержанием ромбоэдрической модификации. Это позволит расширить диапазон проводимых исследований для этих соединений и оценить их значение для практических применений. Наши исследования показывают, что метод фурье-спектроскопии может использоваться как многоцелевой подход к изучению оптических спектров кристаллов с РЗ ионами. В частности, он позволяет проводить разделение политипных модификаций соединений, построение схем штарковских уровней РЗ ионов, идентификацию фазовых переходов и связанных с ними особенностей спектральных линий. Таким образом, эти данные необходимы для нескольких целей. Первая из них – это улучшение технологии роста кристаллов не только исследуемых соединений, но и других классов соединений с РЗ ионами или обладающих политипными модификациями. Вторая – это проведение расчётов для определения параметров КП, параметров обменных взаимодействий, описания магнитных свойств. Последнее необходимо для дальнейшего поиска и исследования новых перспективных соединений. Исследование люминесцентных свойств РЗ галлиевых боратов показало, что эти соединения являются перспективными люминофорами.