Вплив фазових переходів на температурну поведінку спектрів фотолюмінесценції в кристалі (N(CH3)4)2MNCL4
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.210773Ключові слова:
фотолюмінесценція, спектри свічення, спектри збудження, фазові переходиАнотація
Монокристалічні зразки (N(CH3)4)2MnCl4 було вирощено із водного розчину шляхом повільного випаровування солей при кімнатній температурі. Вплив фазових переходів на температурну поведінку спектрів фотолюмінесценції, а також спектрів збудження і часу затухання смуги свічення 539 нм вивчається. Досліджено спектри свічення фотолюмінесценції полікристалічного зразка (N(CH3)4)2MnCl4. Виявлено смугу свічення локалізовану при 520 нм яка викликана свіченням іона Mn2+ і відповідає переходу 4Т1→6А1. Температурна поведінка спектрів фотолюмінесценції (4.5-300 K) кристала (N(CH3)4)2MnCl4 проявляє аномалії їх параметрів в точках фазових переходів. Температурні залежності спектрів фотолюмінесценції кристала (N(CH3)4)2MnCl4 підтверджують наявність фазових переходів в інтервалі температур від 100 до 300 K. Наведено спектри збудження для смуги люмінесценції 539 нм і їх температурну поведінку (4.5-300 K). Смуги розташовані близько 2.93 і 2.96 эВ швидко гасяться з температурою, так що при температурах вище 170 і 270 K смуги 2.96 і 2.93 эВ не спостерігається, відповідно. Піки в спектрах збудження відповідають електронним переходам від основного стану 6A1 Mn2+ до різних збуджених станів MnCl42- (Td). Їх енергії збудження пояснюються на основі моделі кристалів за допомогою діаграм Танабе-Сугано. Параметри Рака В і С, а також розщеплення кристалічного поля Δ розраховане на основі Танабе-Сугано діаграм для d5 електронної конфігурації. Досліджено температурну поведінку часу загасання смуги фотолюмінесценції 539 нм. Отриманий час загасання смуги фотолюмінесценції зростає з ростом температури. Кінетика загасання смуги фотолюмінесценції 539 нм добре описується експоненційною залежністю
Посилання
- Kushnir, O. S., Kityk, A. V., Dzyubanski, V. S., Shopa, R. Y. (2011). Critical behaviour of optical birefringence near the normal–incommensurate phase transition in [N(CH3)4]2ZnCl4crystals under the influence of hydrostatic pressure. Journal of Physics: Condensed Matter, 23 (22), 225403. doi: https://doi.org/10.1088/0953-8984/23/22/225403
- Kunyo, I. M., Kashuba, A. I., Karpa, I. V., Stakhura, V. B., Sveleba, S. A., Katerynchuk, I. M. et. al. (2018). The band energy structure of (N(CH3)4)2ZnCl4 crystals. Journal of Physical Studies, 22 (3). doi: https://doi.org/10.30970/jps.22.3301
- Kashuba, A. I., Kunyo, I. M., Malyi, T. S., Ilchuk, H. A., Petrus, R. Yu., Semkiv, I. V. et. al. (2019). The spectral properties of (N(CH3)4)2MnCl4 crystal Functional Materials, 26 (3), 472–476. doi: https://doi.org/10.15407/fm26.03.472
- Rodríguez-Lazcano, Y., Nataf, L., Rodríguez, F. (2009). Electronic structure and luminescence of[(CH3)4N]2MnX4(X=Cl,Br)crystals at high pressures by time-resolved spectroscopy: Pressure effects on the Mn-Mn exchange coupling. Physical Review B, 80 (8). doi: https://doi.org/10.1103/physrevb.80.085115
- Kapustianyk, V., Semak, S., Panasyuk, M., Rudko, M., Rudyk, V. (2019). Temperature evolution of the intra-ion absorption spectra of (NH2(C2H5)2)2CoCl4 crystals in the region of their phase transitions. Phase Transitions, 92 (4), 396–405. doi: https://doi.org/10.1080/01411594.2019.1591407
- Kushnir, O. S., Shchepanskyi, P. A., Stadnyk, V. Y., Fedorchuk, A. O. (2019). Relationships among optical and structural characteristics of ABSO4 crystals. Optical Materials, 95, 109221. doi: https://doi.org/10.1016/j.optmat.2019.109221
- Karpa, I. V., Sveleba, S. A., Kunyo, I. M., Katerynchuk, I. M., Semotyuk, O. V., Blashko, O. I. (2010). Effect of the number of defect density waves on the dynamics of the soliton system in [N(CH3)4]2CuCl4 and [N(CH3)4]2Zn0.98Ni0.02Cl4 crystals. Crystallography Reports, 55 (5), 815–820. doi: https://doi.org/10.1134/s1063774510050172
- Sveleba, S. A., Karpa, I. V., Katerynchuk, I. M., Kunyo, I. M., Phitsych, E. I. (2014). Influence of the thickness of [N(CH3)4]2Zn0.75Mn0.25Cl4 crystal on the phase-transition temperature. Crystallography Reports, 59 (2), 229–237. doi: https://doi.org/10.1134/s1063774514020266
- Mashiyama, H., Koshiji, N. (1989). A structural study of phase transitions in [N(CH3)4]2MnCl4. Acta Crystallographica Section B Structural Science, 45 (5), 467–473. doi: https://doi.org/10.1107/s0108768189006981
- Marco De Lucas, M. C., Rodriguez, F., Moreno, M. (1990). Optical investigations on {N(CH3)4}2MnCL4: A new phase transition at 90 K. Ferroelectrics, 109 (1), 21–26. doi: https://doi.org/10.1080/00150199008211384
- Ben Bechir, M., Karoui, K., Tabellout, M., Guidara, K., Ben Rhaiem, A. (2014). Alternative current conduction mechanisms of organic-inorganic compound [N(CH3)3H]2ZnCl4. Journal of Applied Physics, 115 (15), 153708. doi: https://doi.org/10.1063/1.4871662
- Zhou, Q., Dolgov, L., Srivastava, A. M., Zhou, L., Wang, Z., Shi, J. et. al. (2018). Mn2+and Mn4+red phosphors: synthesis, luminescence and applications in WLEDs. A review. Journal of Materials Chemistry C, 6(11), 2652–2671. doi: https://doi.org/10.1039/c8tc00251g
- Kashuba, A., Zhydachevskyy, Y., Semkiv, I., Franiv, A., Kushnir, O. (2018). Photoluminescence in the solid solution In0.5Tl0.5I. Ukrainian Journal of Physical Optics, 19 (1), 1. doi: https://doi.org/10.3116/16091833/19/1/1/2018
- Artem’ev, A. V., Davydova, M. P., Berezin, A. S., Brel, V. K., Morgalyuk, V. P., Bagryanskaya, I. Y., Samsonenko, D. G. (2019). Luminescence of the Mn2+ ion in non-Oh and Td coordination environments: the missing case of square pyramid. Dalton Transactions, 48 (43), 16448–16456. doi: https://doi.org/10.1039/c9dt03283e
- Zhang, J., Zou, H., Qing, Q., Yang, Y., Li, Q., Liu, Z. et. al. (2003). Effect of Chemical Oxidation on the Structure of Single-Walled Carbon Nanotubes. The Journal of Physical Chemistry B, 107 (16), 3712–3718. doi: https://doi.org/10.1021/jp027500u
- Griffith, J. S. (2009). The Theory of Transition-Metal Ions. Cambridge University Press, 468. Available at: https://www.cambridge.org/ua/academic/subjects/chemistry/chemistry-general-interest/theory-transition-metal-ions?format=PB&isbn=9780521115995
- Sugano, S. (1970). Multiplets of Transition-Metal Ions in Crystals. Academic Press, 348. Available at: https://www.elsevier.com/books/multiplets-of-transition-metal-ions-in-crystals/sugano/978-0-12-676050-7
- Liem, L. N., Tran, N. (2018). Calculations of the Racah parameter B for Mn4+ and Mn2+ ions doped in CaAl2O4. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 343, 012026. doi: https://doi.org/10.1088/1757-899x/343/1/012026
- Bolesta, I., Furgala, Y., Kityk, I. (1996). Effects of phase transitions in luminescence features of [N(CH3)4]2MnCl4 single crystals. Phase Transitions, 56 (1), 1–10. doi: https://doi.org/10.1080/01411599608207834
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Hryhorii Ilchuk, Andrii Kashuba, Ivan Kuno, Sergey Sveleba, Taras Malyi, Roman Petrus, Volodymyr Tsiumra, Ihor Semkiv
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
