Исследование влияния фазового состава наночастиц диоксида циркония, осажденных с помощью дугового разряда низкого давления, на фотолюминесцентные свойства : научное издание
Библиографическое описание:Исследование влияния фазового состава наночастиц диоксида циркония, осажденных с помощью дугового разряда низкого давления, на фотолюминесцентные свойства : научное издание / Л. Ю. Федоров, И. В. Карпов. - Текст : непосредственный // Материаловедение. - 2025. - № 5. - С. 11-17. - Работа выполнена в рамках госзадания FWES-2024-0026. - ISSN 1684-579X, DOI 10.31044/1684-579X-2025-0-5-11-17.
Аннотация:В работе исследованы наночастицы диоксида циркония, полученные дуговым осаждением при низком давлении с вариативным содержанием кислорода в газовой смеси. Фазовый состав, структурные характеристики, а также химическое состояние циркония в образцах подтверждены методами рентгеновской дифракции, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и электронного парамагнитного резонанса. Обсуждается модификация фазового состава образцов, которая сопровождается изменением фотолюминесцентных свойств. Нанопорошок ZrO2 в тетрагональной фазе демонстрирует интенсивное свечение (λmax = 417 нм) при возбуждении светом с длиной волны 270 нм. По мере изменения фазового состава наночастиц к превалирующей моноклинной модификации широкий пик в спектрах ФЛ сменяется тремя выраженными пиками при 376, 407, 479 нм. Для всех образцов природа излучений связана с примесными состояниями в запрещенной зоне. Новые энергетические уровни образованы кислородными вакансиями и поверхностными дефектами.
Zirconium dioxide nanoparticles obtained by arc deposition at low pressure with variable oxygen content in a gas mixture have been studied. The phase composition, structural characteristics and chemical state of zirconium in the samples are confirmed by X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy and electron paramagnetic resonance. The modification of the phase composition of the samples, which is accompanied by a change in the photoluminescent properties, is discussed. ZrO2 nanopowder in the tetragonal phase demonstrates intense luminescence (λmax = 417 nm) when excited by light with a wavelength of 270 nm. As the phase composition of the nanoparticles changes to the prevailing monoclinic modification, the broad peak in the PL spectra is replaced by three pronounced peaks at 376, 407 and 479 nm. For all samples, the nature of the radiation is associated with impurity states in the forbidden band. New energy levels are formed by oxygen vacancies and surface defects.
