Люминесцентные свойства твердых растворов боратов, легированных редкоземельными ионами

Изучены структурные и люминесцентные свойства серий твердых растворов Lu$_x$Y$_{1-x}$BO$_3$, легированных ионами Ce$^{3+}$ или Eu$^{+3}$. Установлено, что твердые растворы кристаллизуются в фазе ватерита при доле лютеция $x <$ 0.5, при более высоких значениях x в твердых растворах появляется дополнительная фаза кальцита в концентрации не более 5 wt.%. Спектры люминесценции характеризуются интенсивным примесным свечением при возбуждении синхротронным излучением рентгеновского и ультрафиолетового диапазонов. Для твердых растворов Lu$_x$Y$_{1-x}$BO$_3$ : Ce$^{3+}$ показано постепенное уменьшение интенсивности свечения при увеличении $x$, что связано с постепенным смещением 5$d$(1)-уровня Ce$^{3+}$ ко дну зоны проводимости, а также с уменьшением ширины запрещенной зоны. В серии Lu$_x$Y$_{1-x}$BO$_3$ : Eu$^{3+}$ установлено повышение эффективности передачи энергии на центры свечения для растворов с промежуточными значениями $x$. Эффект объясняется ограничением длины разлета электронов и дырок в твердых растворах. Показано, что кальцитовая фаза негативно влияет на люминесцентные свойства твердых растворов.