Стереоатомный анализ гетеродесмических кристаллов активированных хромом (стр. 5 из 5)

Данные, приведенные в таблице, показывают, что гранат Y₃Al₂(AlO₄)₃ с V_ПВД=8.228 Å³ имеет самое большое положительное значение энергетического зазора – 508.2 см^-1, а гранат Y₃Sc₂Al₃O₁₂ с V_ПВД= 8.973Å³ имеет самое маленькое положительное значение ∆Е₁₃=103.9 см^-1.

Таблица 4.5. Значения объема ПВД и прогнозируемого энергетического зазора ∆Е₁₃.

Соединение	Элемент	V_ПВД, Å³	∆Е₁₃, см^-1
1.	Mg₃Y₂Ge₃O₁₂	Y1	11.568	-1304,3
2.	Sr₃Y₂(GeO₄)₃	Y1	11.382	-1203,4
3.	Y₃Ga₂Al₃O₁₂	Ga2	9.446	-152,7
4.	Gd₃Sc₂Ga₃O₁₂	Sc2	9.224	-32,2
5.	Y₃Sc₂Al₃O₁₂	Sc1	8.973	103,9
6.	Y₃Al₂(AlO₄)₃	Al1	8.228	508,2
7.	Al₂O₃	Al	7.177	1056.1
8.	Mg Al₂O₄	Mg	7.246	1019.2
9.	ZnAl₂O₄	Zn	7.158	1066.3

С помощью прикладных программ программного комплекса TOPOS установлено что структура карунда (Al₂O₃) принадлежит к пространственной решетке

, параметры ячейки у которой 4.7540. Структура шпинели (MgAl₂O₄) принадлежит к пространственной решетке F

m, параметр ячейки у которой 8.0830. Структура шпинели (ZnAl₂O₄) принадлежит к пространственной решетке F d

m, параметры ячейки которой 8.0860.

Итак, с помощью прикладных программ Dirichlet программного комплекса TOPOS рассчитаны основные характеристики соединений со структурой граната. Выявлена зависимость ширины энергетического зазора ∆Е₁₃ от объема V_ПВД. Установлено, что зависимость можно аппроксимировать линейной функцией у=-534.55х+4892.6. С помощью установленной зависимости надежно прогнозируется ширина энергетического зазора ∆Е₁₃ гранатов: Y₃Al₂(AlO₄)₃, Y₃Sc₂Al₃O₁₂, Gd₃Sc₂Ga₃O₁₂, Y₃Ga₂Al₃O₁₂, Sr₃Y₂(GeO₄)₃, Mg₃Y₂Ge₃O₁₂.

Список использованных источников:

1. Grimes N, Kay H, Thompson P

Magnesium dialuminium oxide / Proceedings of the Royal Society of London, Series A: Mathematical and Physical Sciences (76,1906-), стр. 333-345

2. Fischer P

Zinc dialuminium oxide MINR Gahnite - synthetic MINR Spinel group /Zeitschrift fuer Kristallographie,Kristallgeometrie, Kristallphysik, Kristallchemie (-144,1977), стр. 275-302

3. Ishizawa N, Marumo F, Minato I

Aluminium oxide - alpha MINR Corundum /Acta Crystallographica B (24,1968-38,1982), стр. 228-230

4. Каминский А.А., Аминов Л.К., Ермолаев В.Л. и др. Физика и спектроскопия лазерных кристаллов. М. Наука. 1986. 272 с.

5. Справочник по лазерам. Ред. Прохоров А.М. М. 1978. Сов. Радио. Т.1.

6. Geller S. Crystal chemistry of the garnets. //Z. Kristallographic. 1067. V. 125. № 1-6. P. 1-47.

7. O’Donnell K.P., Marshall A., Yamaga M. Vibronic structure in the photoluminescence spectrum of Cr³⁺ ions in garnets. //J. of Luminescence. 1989 V. 42 P. 365-373.

8. Ковба Л.М., Арсеньев П.А. Соединения редкоземельных элементов. Системы с оксидами элементов I- III групп. Серия «Химия редких элементов».М.: Наука, 1983. С. 280.

9. Кузьмичёва Г.М., Мухин Б.В., Жариков Е.В. Кристаллохимический анализ структурных особенностей гранатов. //Перспективные материалы. 1997. № 3. с.41-53.

10. Беляев Л.М., Любутин И.С., Милль Б.В. Катионное распределение в системе гранатов Ca₃In₂Sn_xGe_3-_xO₁₂ по данным γ-резонансной спектроскопии. //Кристаллография, 1970. Т. 15. № 1. С. 174-175.

11. Недилько О.А. Изоморфное замещение в иттриево-алюминиевом гранате. //Украинский химический журнал. 1985. Т. 51. № 9. С. 899-901.

12. Морозова Л.Г., Феофилов П.П. Люминесцентное и рентгеноструктурное исследование системы 3Y₂O₃–(5-x)Ga₂O₃–xSc₂O₃. Изв. АН СССР. //Неорганические материалы. 1968. Т. 4. № 10. С. 1738-1743.

13. Кузьмичёва Г.М., Козликин С.Н. Кристаллохимический анализ образования твёрдых растворов на основе соединений со структурой граната. //Журнал неорганической химии. 1989. Т. 34. № 3. С. 576- 580.

14. Ефремов В.А., Захаров Н.Д., Кузьмичёва Г.М., Мухин Б.В. Иттрий- скандий- галлиевый гранат – кристаллическая структура. //Журнал неорганической химии, 1993. Т. 38. № 2. С. 220-225.

15. Ефиценко П.Ю., Касперович B.C., Кулешов А.А., Чарная Е.В. Исследование порядка в твёрдых растворах Y_xLu_3-_xA1₅O₁₂ методами ЯМР. //Физика твёрдого тела, 1989. Т. 31. № 9. С. 170-173.

16. Stroka B., Hoist P., Tolksdorf W. An empirical formula for the calculation of lattice constants of oxide garnets based on substituted yttrium and gadolinium iron garnets. //Phillips J. Res., 1978. V. 33. № 3. -P. I86-202.

17. Зиновьев С.Ю., Кузьмичёва Г.М., Козликин С.Н. Особенности поведения твёрдых растворов редкоземельных галлиевых гранатов, содержащих скандий. //Журнал неорганической химии, 1990. Т. 35. № 9. С. 2197-2204

18. Аванесов А.Г., Данилов А.А., Денисов А.Л., Жариков Е.В. и др. Кристаллы иттрий-скандий-алюминиевого граната с хромом и неодимом как материал для активных сред твердотельных лазеров. //ДАН СССР. 1987. Т. 295. № 5. с. 1098-1191.

19. Аванесов А.Г., Балашов А.Б., Жуйко И.П., Игнатьев Б.В. и др. Особенности деактивации возбужденных состояний иона Cr³⁺ в кристаллах. Квантовая электроника. 1989. Т. 16. № 10. с. 2083-2086.

20. Sawada H. Electron density study of garnets: Z₃Ga₅O₁₂; Z = Nd, Sm, Gd, Tb. //Journal of Solid State Chemistry. 1997. V. 132. P. 300-307.

21. Nakatsuka A., Yoshiasa A., Takeno S. Site preference of cations and structural variation in Y₃Fe_5-xGa_xO₁₂ (0<x<5) solid solutions with garnet structure. Acta Crystallographica B. 1995. V. 51. P. 737-745.

22. Efremov V.A., Zakharov N.D., Kuz'micheva G.M., Mukhin B.V., Chernyshev V.V. Yttrium-scandium-gallium garnet:the crystal structure. //Zhurnal Neorganicheskoi Khimii. 1993. V. 38. P. 220-225.

23. Yamazaki S., Marumo F., Tanaka K., Morikawa H., Kodama N., Kitamura K., Miyazawa Y. A structural study of facet and off-facet parts of rare-earth garnets, Gd₃Sc₂Al₃O₁₂, Gd₃Sc₂Ga₃O₁₂, and La₃Lu₂Ga₃O₁₂ La_2.55Lu_2.45Ga_2.96O_11.93. //Journal of Solid State Chemistry.1994. V. 108. P. 94-98.

24. Kondratyuk I.P., Zharikov E.V., Simonov V.I. Refinement of atomic structures of Gd₃Sc₂Ga₃O₁₂ and (Gd_0.8Nd_0.2)Sc₂Ga₃O₁₂. //Kristallografiya. 1988. V. 33. P. 51-56.

25. Grinberg M. ²E→⁴A₂ fluorescence of Cr³⁺ in high and intermediate field garnets. //J. of Luminescence. 1993. T. 54. P. 369-382.

26. Inorganic crystal structure database. Gmelin-Institut fur Anorganische Chemie & FIC Karlsruhe. 2004.