Инд. авторы:	Перевалов Т.В., Кручинин В.Н., Рыхлицкий С.В., Гриценко В.А., Елисеев А.П, Ломонова Е.Е.
Заглавие:	Оптические свойства кристаллов (zro--2--)--1-x--(y--2--o--3--)--x-- (x=0-0.037), полученных направленной кристаллизацией расплава
Библ. ссылка:	Перевалов Т.В., Кручинин В.Н., Рыхлицкий С.В., Гриценко В.А., Елисеев А.П, Ломонова Е.Е. Оптические свойства кристаллов (zro--2--)--1-x--(y--2--o--3--)--x-- (x=0-0.037), полученных направленной кристаллизацией расплава // Оптика и спектроскопия. - 2020. - Т.128. - № 12. - С.1830-1836. - ISSN 0030-4034.
Внешние системы:	DOI: 10.21883/OS.2020.12.50317.129-20; РИНЦ: 44866908;
Реферат:	rus: Исследованы люминесцентные и оптические свойства материалов на основе оксида циркония (IV), полученных кристаллизацией расплава ZrO--2-- c 0, 2.0, 2.5, 2.8 и 3.7 mol.% Y--2--O--3--. С помощью спектроскопии комбинационного рассеяния установлено, что при содержании Y--2--O--3-- в смеси менее 2 mol.% материал представляет собой преимущественно моноклинную фазу ZrO--2--. Для таких кристаллов в спектрах фотолюминесценции обнаружена сине-зеленая полоса с максимумом при энергии 2.4 eV. Этот факт в совокупности с особенностями спектров дисперсии показателя преломления и поглощения указывает на наличие в образце высокой концентрации вакансий и поливакансий кислорода. При большем содержании Y--2--O--3-- в смеси в исследуемых материалах доминирует тетрагональная модификация ZrO--2--; интенсивность сине-зеленой люминесценции падает. Выполнен сравнительный анализ экспериментальных оптических спектров с рассчитанными из первых принципов для идеальных кристаллов ZrO--2-- в кубической, тетрагональной и моноклинной фазах. Ключевые слова: диоксид циркония, направленная кристаллизация, эллипсометрия, фотолюминесценция, рамановская спектроскопия, квантово-химическое моделирование. eng: The luminescent and optical properties of materials based on zirconium(IV) oxide grown by crystallization of ZrO_2 melts with 0, 2.0, 2.5, 2.8, and 3.7 mol % of Y_2O_3 are studied. Using Raman spectroscopy, it is found that this material with the Y_2O_3 concentration below 2 mol % is mainly a monoclinic ZrO_2 phase. The photoluminescence spectra of these crystals contain a blue-green band peaking at an energy of 2.4 eV. This fact in combination with the specific features of the refractive index and absorption coefficient dispersions indicates the presence of high concentrations of oxygen vacancies and polyvacancies in the samples. At higher concentrations of Y_2O_3 in the mixture, the tetragonal ZrO_2 modification becomes dominant in the materials under study and the blue-green luminescence intensity decreases. The experimental optical spectra are analyzed in comparison with the ab initio calculated spectra for ideal ZrO_2 crystals in the cubic, tetragonal, and monoclinic phases.
Ключевые слова:	raman spectroscopy; photoluminescence; ellipsometry; directional crystallization; zirconia; quantum-chemical simulation;
Издано:	2020
Физ. характеристика:	с.1830-1836
Цитирование:	1. Ji Y., Zhang X.D., Wang X.C., Che Z.C., Yu X.M., Yang H.Z. // Rev. Adv. Mater. Sci. 2013. V. 34. P. 72 2. Peuchert U., Okano Y., Menke Y., Reichel S., Ikesue A. // J. European Ceramic Society. 2009. V. 29. P. 283 3. Butz B., Schneider R., Gerthsen D., Schowalter M., Rosenauer A. // Acta Mater. 2009. V. 57. P. 5480 4. Tsukuma K., Yamashita I., Kusunose T. // J. Am. Ceram. Soc. 2008. V. 91(3). P. 813 5. Yamashita I., Tsukuma K. // J. Ceram. Soc. Japan. 2005. V. 113. P. 530 6. Matsui K., Ohmichi N., Ohgai M., Yoshida H., Ikuhara Y. // J. Ceram. Soc. Japan. 2006. V. 114. P. 230 7. Garcia G., Figueras A., Merino R.I., Orera V.M., Llibre J. // Thin Solid Films. 2000. V. 370. P. 173 8. Рябочкина П.А., Борик М.А., Кулебякин A.В., Ломонова E.E., Малов А.В., Сомов Н.В., Ушаков С.Н., Чабушкин А.Н., Чупрунов Е.В. // Опт. и спектр. 2013. T. 120. N 1. C. 112 9. Costantini J.-M., Fasoli M., Beuneu F., Boizot B. // Philosophical Magazine. 2014. V. 94. P. 4053 10. Рябочкина П.А., Борик М.А., Ломонова Е.Е., Кулебякин А.В., Милович Ф.О., Мызина В.А., Табачкова Н.Ю., Сидорова Н.В., Чабушкин А.Н. // ФТТ. 2015. Т. 57. С. 1549 11. Gupta N., Mallik P., Basu B. // J. Alloy. Comp. 2004. V. 379. P. 228 12. Basu B. // Int. Mater. Rev. 2005. V. 50. P. 239 13. Chevalier J., Gremillardw L., Virkar A.V., Clarke D.R. // J. Amer. Ceram. Soc. 2009. V. 92. P. 1901 14. Borik M.A., Bublik V.T., Kulebyakin A.V., Lomonova E.E., Milovich F.O., Myzina V.A., Osiko V.V., Seryakov S.V., Tabachkova N.Y. // J. European Ceram. Soc. 2015. V. 35. P. 1889 15. Osiko V.V., Borik M.A., Lomonova E.E. Synthesis of Refractory Materials by Skull Melting Technique. // Springer Handbook of Crystal Growth. Part B. 2010. P. 433 16. Осико В.В., Ломонова Е.Е. // Вестник РАН. 2012. Т. 82(9). С. 790 17. Кручинин В.Н., Перевалов Т.В., Камаев Г.Н., Рыхлицкий С.В., Гриценко В.А. // Опт. и спектр. 2019. Т. 127. N 5. С. 769 18. Giannozzi P., Andreussi O., Brumme T., Bunau O., Nardelli M.B., Calandra M., Car R., Cavazzoni C., Ceresoli D., Cococcioni M., Colonna N., Carnimeo I., Dal Corso A., de Gironcoli S., Delugas P., Di Stasio R.A., Ferretti A., Floris A., Fratesi G., Fugallo G., Gebauer R., Gerstmann U., Giustino F., Gorni T., Jia J., Kawamura M., Ko H.Y., Kokalj A., Kucukbenli E., Lazzeri M., Marsili M., Marzari N., Mauri F., Nguyen N.L., Nguyen H.V., Otero-de-la-Roza A., Paulatto L., Ponce S., Rocca D., Sabatini R., Santra B., Schlipf M., Seitsonen A.P., Smogunov A., Timrov I., Thonhauser T., Umari P., Vast N., Wu X., Baroni S. // J. Phys-Condens. Mat. 2017. V. 29(46). P. 465901(6) 19. Hamann D.R. // Phys. Rev. B. 2013. V. 88. P. 085117(4) 20. Veal B.W., McKale A.G., Paulikas A.P., Rothman S.J., Nowicki L.J. // Physica B: Condensed Matter. 1988. V. 150(1-2). P. 234 21. Yugami H., Koike A., Ishigame M., Suemoto T. // Phys. Rev. B. 1991. V. 44. P. 9214 22. Токий Н.В., Перекрестов Б.И., Савина Д.Л., Даниленко И.А. // ФТТ. 2011. Т. 53. С. 1732 23. Borik M.A., Volkova T.V., Kuritsyna I.E., Lomonova E.E., Myzina V.A., Ryabochkina P.A., Tabachkova N.Yu. // J. Alloys and Compounds. 2019. V. 770. P. 320 24. Гуляев Д.В., Перевалов Т.В., Алиев В.Ш., Журавлев К.С., Гриценко В.А., Елисеев А.П., Заблоцкий А.В. // ФТТ. 2015. V. 57(7). P. 1320 25. Perevalov T.V., Gulyaev D.V., Aliev V.S., Zhuravlev K.S., Gritsenko V.A., Yelisseyev A.P. // J. Appl. Phys. 2014. V. 116. P. 244109(5) 26. Smits K., Grigorjeva L., Millers D., Sarakovskis A., Grabis J., Lojkowski W. // J. Lumin. 2011. V. 131. P. 2058 27. Hemberger Y., Wichtner N., Berthold C., Nickel K.G. // Int. J. Appl. Ceram. Technol. 2016. V. 13. P. 116 28. Yusoh R., Horprathum M., Eiamchai P., Chindaudom P., Aiempanakit K. // Iseec. 2012. V. 32. P. 745 29. Botha P.J., Chiang J.C.H., Comins J.D., Mjwara P.M., Ngoepe P.E. // J. Appl. Phys. 1993. V. 73. P. 7268 30. French R.H., Glass S.J., Ohuchi F.S., Xu Y.N., Ching W.Y. // Phys. Rev. B. 1994. V. 49. P. 5133 31. Klinger R.E., Carniglia C.K. // Appl. Opt. 1985. V. 24. P. 3184 32. Takeuchi H., Ha D., King T.-J. // J. Vac. Sci. Technol. A. 2004. V. 22. P. 1337 33. Perevalov T.V., Islamov D.R. // Microelectronic Engineering. 2017. V. 178. P. 275