Thermally stimulated luminescence and thermally stimulated depolarization currents in MgGa₂o₄ spinels

Abstract

У роботi вивчено керамiчнi зразки магнiй-галiєвих шпiнелей MgGa2O4, MgGa2O4: Mn 2+ та MgGa2O4: Mn 2+ , Eu 3+ , отриманi методом високотемпературного твердофазного синтезу. Структурнi дослiдження пiдтвердили наявнiсть структури шпiнелi у всiх зразках та невеликої кiлькостi залишкової фази β-Ga2O3 з умiстом до 4%. Вивчено спектри свiчення керамiчних зразкiв пiд час збудження Х-променями за температури рiдкого азоту. Номiнально чистий зразок MgGa2O4 проявляє яскраве свiчення матрицi в УФ та "синiй" дiлянках спектра. Леґування йонами Mn 2+ приводить до появи iнтенсивної смуги свiчення в околi 500 нм. При спiвлеґуваннi йонами Mn 2+ та Eu 3+ також спостерiгається слабке свiчення йонiв Eu 3+ у "червонiй" дiлянцi спектра. Отримано кривi термостимульованої деполяризацiї (ТСД) та термостимульованої люмiнесценцiї (ТСЛ) керамiчних зразкiв MgGa2O4. Методом термiчного очищення кривi ТСЛ та ТСД були розкладенi на елементарнi максимуми. Аналiз одержаних результатiв указує на рiзнi дефекти у структурi шпiнелi MgGa2O4. Iдентифiковано максимуми, що вiдповiдають катiонним вакансiям та їхнiм комплексам. Леґування сполуки MgGa2O4 йонами Mn 2+ спричиняє зростання сиґналiв ТСД та ТСЛ на порядок. Крiм того, на кривiй ТСД керамiки MgGa2O4: Mn 2+ проявляються додатковi максимуми. Спiвлеґування галату магнiю йонами Mn 2+ та Eu 3+ приводить до зростання сиґналу ТСД на порядок, а сиґналу ТСЛ удвiчi щодо зразка MgGa2O4, леґованого виключно йонами Mn 2+ . Ключовi слова: шпiнель, термостимульована деполяризацiя, термостимульована люмiнесценцiя, йони Mn 2+ та Eu 3+ , галат магнiю, MgGa2O4.