Методом фурье-анализа протяженной тонкой структуры рентгеновских спектров поглощения (EXAFS) вблизи L3-края Nd изучается локальная атомная структура ионов неодима, введенных в количестве 5 мол. % Nd2O3 в алюмоборатное стекло, в сравнении со структурой ионов неодима в цинкофосфатном стекле с концентрацией неодима 0,5 мол. % Nd2O3. В качестве экспериментальных эталонов рассматривали EXAFS-спектры оксида неодима, записанные вблизи K- и L3-краев Nd. Использование двух краев поглощения позволило установить спектральные характеристики многоэлектронных вкладов в спектр и повысить точность определяемых параметров локальной атомной структуры. Установлено, что атом неодима в алюмоборатном стекле в среднем окружен ~9,6 атомов кислорода на расстоянии Nd–O ~2,4 ?, а в цинкофосфатном стекле – ~6,8 атомов кислорода на расстоянии ~2,3 ?.
Леон Александрович Авакян – д-р физ.-мат. наук, профессор, кафедра теоретической и вычислительной физики, физический факультет, Южный федеральный университет (ЮФУ), Ростов-на-Дону, Россия
Дарина Владимировна Хижняк – студент магистратуры, физический факультет, Южный федеральный университет (ЮФУ), Ростов-на-Дону, Россия
Егор Алексеевич Третьяков – аспирант, кафедра теоретической и вычислительной физики, физический факультет, Южный федеральный университет (ЮФУ), Ростов-на-Дону, Россия
Мариям Зиннуровна Зиятдинова – канд. хим. наук, ассистент, кафедра химической технологии стекла и ситаллов, факультет технологии неорганических веществ и высокотемпературных материалов, Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева (РХТУ), Москва, Россия
Максим Павлович Ветчинников – канд. хим. наук, ассистент, кафедра химической технологии стекла и ситаллов, факультет технологии неорганических веществ и высокотемпературных материалов, Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева (РХТУ), Москва, Россия
Владимир Владимирович Кривенцов – канд. хим. наук, ЦКП «СКИФ», Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН, Новосибирская область, р. п. Кольцово, Россия
Георгий Юрьевич Шахгильдян – канд. хим. наук, доцент, кафедра химической технологии стекла и ситаллов, факультет технологии неорганических веществ и высокотемпературных материалов, Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева (РХТУ), Москва, Россия
Лусеген Арменакович Бугаев – д-р физ.-мат. наук, зав. кафедрой теоретической и вычислительной физики, физический факультет, Южный федеральный университет (ЮФУ), Ростов-на-Дону, Россия
Владимир Николаевич Сигаев – д-р хим. наук, профессор, руководитель Международного центра лазерных технологий, руководитель Международной лаборатории функциональных материалов на основе стекла им. П. Д. Саркисова, заведующий кафедрой химической технологии стекла и ситаллов, Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева (РХТУ), Москва, Россия
1. Bunzli J.-C. G., Eliseeva S. V. Intriguing aspects of lanthanide luminescence // Chem Sci. 2013. V. 4. P. 1939. DOI: 10.1039/c3sc22126a
2. Camara J. G., da Silva D. M., Kassab L. R. P., et al. Random lasing and replica symmetry breaking in GeO2–PbO–MgO glass–ceramics doped with neodymium // Sci. Rep. 2022. V. 12. DOI: 10.1038/s41598-022-23893-4
3. Савинков В. И., Наумов А. С., Лотарев С. В. и др. Прозрачный термостабильный литиевоалюмосиликатный ситалл, допированный оксидом неодима // Стекло и керамика. 2020. С. 19 – 23. DOI: 10.1007/s10717-021-00322-y [Savinkov V. I., Naumov A. S., Lotarev S. V., et al. Thermostable transparent lithium-aluminosilicate sitall doped with neodymium oxide // Glass Ceram. 2021. V. 77. P. 422 – 425. DOI: 10.1007/s10717-021-00322-y]
4. Gupta S. K., Kadam R., Pujari P. Lanthanide spectroscopy in probing structure-property correlation in multi-site photoluminescent phosphors // Coordin Chem Rev. 2020. V. 420. P. 213405. DOI: 10.1016/j.ccr.2020.213405
5. Peters J. A., Djanashvili K., Geraldes C. F., Platas-Iglesias C. The chemical consequences of the gradual decrease of the ionic radius along the Ln-series // Coordin Chem Rev. 2020. V. 406. P. 213146. DOI: 10.1016/j.ccr.2019.213146
6. Zhang Y., Jung I.-H. Critical evaluation of thermodynamic properties of rare earth sesquioxides (RE = La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sc and Y) // Calphad. 2017. V. 58. P. 169 – 203. DOI: 10.1016/j.calphad.2017.07.001
7. Jiang S., Liu J., Bai L., et al. Anomalous compression behaviour in Nd2O3 studied by x-ray diffraction and Raman spectroscopy // AIP Adv. 2018. V. 8. P. 025019. DOI: 10.1063/1.5018020
8. Karabulut M., Marasinghe G. K., Metwalli E., et al. Neodymium and erbium coordination environments in phosphate glasses // Phys Rev B. 2002. V. 65. P. 104206. DOI: 10.1103/physrevb.65.104206
9. Soares B. P., Desa J. A. E., Nayak C., et al. Raman and EXAFS study of neodymium and praseodymium included alumino-germanate glass // Mater. Res. Express. 2019. V. 6. P. 095205. DOI: 10.1088/2053-1591/ab2eaf
10. Fabian M., Pinakidou F., Tolnai I., et al. Lanthanide (Ce, Nd, Eu) environments and leaching behavior in borosilicate glasses // Scientific Reports. 2021. V. 11. P. 13272. DOI: 10.1038/s41598-021-92777-w
11. Koningsberger D., Mojet B., van Dorssen G., Ramaker D. XAFS spectroscopy; fundamental principles and data analysis // Topics in Catalysis. 2000. V. 10. P. 143 – 155. DOI: 10.1023/a:1019105310221
12. Ohta A., Kagi H., Tsuno H., et al. Influence of multi-electron excitation on EXAFS spectroscopy of trivalent rare-earth ions and elucidation of change in hydration number through the series // American Mineralogist. 2008. V. 93. P. 1384 – 1392. DOI: 10.2138/am.2008.2628
13. Ravel B., Newville M. ATHENA, ARTEMIS, HEPHAESTUS: Data Analysis for X-ray Absorption Spectroscopy Using IFEFFIT // J. Sync. Rad. 2005. V. 12. P. 537 – 541. DOI: 10.1107/S0909049505012719
14. Smerigan A., Hoffman A. S., Ostervold L., et al. Advanced EXAFS analysis techniques applied to the L-edges of the lanthanide oxides // J. Appl Crystallogr. 2024. V. 57. P. 1913 – 1923. DOI: 10.1107/S1600576724010240
15. Alekseev R., Avakyan L., Shakhgildyan G., et al. Local atomic structure of the high refractive index La2O3–Nb2O5–B2O3 glasses // J. Alloy Compd. 2022. V. 917. P. 165357. DOI: 10.1016/j.jallcom.2022.165357
16. Vetchinnikov M., Srabionyan V., Zinina E., et al. Local atomic structure and optical properties of zinc-phosphate glasses single-doped with Ag, Au, Rb, Nd and Er // J. Non-Cryst. Solids. 2024. V. 646. P. 123250. DOI: 10.1016/j.jnoncrysol.2024.123250
17. Piminov P., Baranov G., Bogomyagkov A., et al. Synchrotron radiation research and application at VEPP-4 // Physics Procedia. 2016. V. 84. P. 19 – 26. DOI: 10.1016/j.phpro.2016.11.005
18. Aichi SR. XAFS spectrum of Neodymium oxide. 2021. URL: https://doi.org/10.48505/nims.2504 (Accessed: 1 Dec. 2024)
19. Aichi SR. XAFS spectrum of Neodymium oxide. 2021. URL: https://doi.org/10.48505/nims.2642 (Accessed: 1 Dec. 2024)
20. Newville M. Larch: An analysis package for XAFS and related spectroscopies // J. Phys: Conf. Ser. 2013. V. 430. P. 012007. DOI: 10.1088/1742-6596/430/1/012007
21. Zabinsky S. I., Rehr J. J., Ankudinov A., et al. Multiple-scattering calculations of x-ray-absorption spectra // Phys. Rev. B. 1995. V. 52. P. 2995 – 3009. DOI: 10.1103/PhysRevB.52.2995
22. Sanson A. EXAFS spectroscopy: a powerful tool for the study of local vibrational dynamics // Microstructures. 2021. V. 1. P. 2021004. DOI: 10.20517/microstructures.2021.03
Статью можно приобрести
в электронном виде!
PDF формат
700
DOI: 10.14489/glc.2025.02.pp.003-011
Тип статьи:
Научная статья
Оформить заявку
