Geometrical, vibrational and electronic structure of borate crystals and their defects  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
37669
Type K
Principal investigator Watterich, Andrea
Title in Hungarian Borát-kristályok és hibahelyeik térbeli, rezgési és elektronszerkezete
Title in English Geometrical, vibrational and electronic structure of borate crystals and their defects
Panel Physics 1
Department or equivalent Crystal Physics Dept. (Research Institute for Solid State Physics and Optics Hung. Acad. Sci.)
Participants Beregi, Jelena
Bokor, Mónika Zsuzsanna
Kovács, László
Lengyel, Krisztián
Malicskó, László
Starting date 2002-01-01
Closing date 2006-12-31
Funding (in million HUF) 13.530
FTE (full time equivalent) 0.00
state closed project





 

Final report

  
Results in Hungarian
Az alap- és adalék-anyagok mennyiségének meghatározására YAB minták össze-hasonlító analízisét készítettük el lángatomabszorpciós és induktivan csatolt plazma atomemissziós spektrometriával. A YAB kristályba Mo, K, Ca, Si, Ti, Na, Mg, Fe, és Zn idegen elemeket tartalmazó mikrozárványok nőnek be, egyéb kristályhibák kialakulásához vezetve. EPR vizsgálattal meghatároztuk YAB kristályban Ce, Er, Yb és Gd adalékok spin-Hamilton paramétereit. A spektrumok szimmetriája alapján valamennyi ion Y helyre épül be. A Ce, Er, Gd, Dy és Tm ionok energia-nívó rendszerét abszorpció és fotolumineszcencia mérésekkel állapítottuk meg. Ab inito számítással a YAB két inekvivalens bór-helyzetének helyén meghatároztuk az elektromos térgradiens tenzor szimmetriáját és komponenseit, ezek kitűnően egyeznek a 11B-NMR-mérésekből kapottakkal. A CsLiB6O10 kristályokba épülő vízmolekula H-O-H hajlítási módusát, az OH szimmetrikus és aszimmetrikus nyújtási módusait, kombinációs és felharmonikus sávjait azonosítottuk. Li2B4O7:Cu egykristály EPR spektruma egy párosítatlan lyukhoz, azaz Cu2+ ionokhoz rendelhető, amelyek C1 szimmetriájú Li pozíciókat, vagy „off center” helyeket foglalnak el. Li2B4O7:Cu egykristály fotolumineszcenciája 375 nm-nél a Cu+ triplett állapot 3d94s 3d10 átmenetéhez rendelhető. A Cu+ iontól származó emisszió lecsengésének hőmérsékletfüggése arra utal, hogy a Cu+ ion Li helyet, vagy „off center” pozíciót foglal el.
Results in English
Comparative analysis of YAB single crystals was performed by flame atomic absorption spectrometry and inductively coupled plasma atomic emission spectrometry for host and dopant ions. Mo, K, Ca, Si, Ti, Na, Mg, Fe, and Zn impurity ions are found in micro inclusions leading to the creation of further defects. The spin-Hamiltonian parameters of Ce, Er, Yb and Gd dopants in YAB were determined by EPR. The symmetry of the spectra of these ions indicates that all dopants substitute for Y. The energy level systems of Ce, Er, Gd, Dy and Tm were determined from optical absorption and luminescence. The symmetry and components of electric field gradient tensor for the two non-equivalent boron positions in YAB were calculated with ab initio method agreeing with those determined from 11B-NMR measurements. The H-O-H bending mode, the symmetric and asymmetric OH stretching modes, overtones and combinations of the fundamental water vibrations were identified in CsLiB6O10. The EPR spectrum of Li2B4O7:Cu single crystal is assigned to an unpaired hole, i.e. Cu2+ ions situated at or near the Li lattice site. The photoluminescence at 375 nm can be attributed to the 3d94s 3d10 transition of Cu+. The temperature variation of the decay kinetics of Cu+ emission supports the assumption that Cu+ ions situate at or near Li lattice sites.
Full text http://real.mtak.hu/301/
Decision
Yes





 

List of publications

  
V. Nagirnyi, A. Kotlov, G. Corradi, A. Watterich, M. Kirm: Electron transitions in Li2 B4 O7: Cu single crystals, phys. stat. sol. ( c ) 4, no 3, 885-888, 2007
E. Hartmann, Á. Péter, K. Lengyel, L. Kovács: Effect of melt composition on the electrical conductivity and IR absorption of CsLiB6O10 crystals, Crystal Research and Technology, 38, 331-335, 2003
G. Dominiak-Dzik, P. Solarz, W. Ryba-Romanowski, E. Beregi, L. Kovács: Dysprosium-doped YAl3(BO3)4 (YAB) crystals: an investigation of radiative and non-radiative processes, Journal of Alloys and Compounds, 359, 51-58, 2003
A. Watterich, P. Aleshkevych, M. T. Borowiec, T. Zayarnyuk, H. Szymczak, E. Beregi, L. Kovács: Optical and Magnetic Spectroscopy of Rare Earth Doped Yttrium Aluminium Borate (YAl3(BO3)4) Single Crystals, Journal of Physics: Condensed Matter, 15, 323-3331, 2003
Malicskó L., Tóth A., Beregi E., Horváth V.: Mikroszkópos esettanulmányok egyes YAB egykristályokon, Kvantumelektronika 2003 c. Szimpóziumon, Budapest, 2003
M. Ignatovych, V. Holovey, A. Watterich, T. Vidóczy, P. Baranyai, A. Kelemen, V. Ogenko and O. Chuiko: UV and electron radiation-induced luminescence of Cu- and Eu-doped lithium tetraborates, Radiation Physics and Chemistry, 67, 587-591, 2003
M. Bokor, E. Beregi, P. Bánki, A. Watterich, K. Tompa: 11B NMR spectroscopic determination of EFG tensors at boron sites in YAB crystals, Book of Abstracts P-6, Specialized Colloque Ampere 2003 NMR and EPR of Broad-Line Solids,Portorož, Szlovenia, 2003
Dominiak-Dzik G, Ryba-Romanowski W, Kovács L, Beregi E.: Effect of temperature on luminescence and VUV to visible conversion in the YAl3(BO3)4:Dy3+ (YAB:Dy) crystal, Radiation Measurements, 38, 557-561, 2004
L. Bencs, V. Horváth, I. Varga, E. Beregi and T. Kántor: Analysis of yttrium aluminium borate crystals by solution-based methods: inductively coupled plasma atomic emission spectrometry and flame atomic absorption spectrometry, Spectrochimica Acta B, 59, 1851-1859, 2004
A. Watterich, E. Beregi, M.T. Borowiec, T. Zayarnyuk, H. Szymczak: Optical Characterisation of Tm Doped YAB Single Crystal, 15th Int Conf. On Defects in Insulating Materials, July 11-16, 2004, Riga, Latvia, 2004
E. Sváb, Gy. Mészáros, Z. Somogyvári, E. Beregi, F. Bourier: Neutron Diffraction Study of Rare Earth Substituted Powdered YAB Crystals, Acta Crystallographica A60, 296, 2004
A. Watterich, E. Beregi, P. Aleshkevych, M.T. Borowiec, T. Zayarnyuk, H. Szymczak: Spectroscopic Characterisation of YAB:Gd Crystals, 5th European Conf. On Mineralogy and Spectroscopy,Sept. 4-8, 2004, Vienna, AustriaMitteilungen der Österreichischen Mineralogischen Gesellschaft, p106, 2004
G. Corradi, A. Watterich, K. Polgár, V. Nagirnyi, A. Hofstaetter, L.G. Rakitina, M. Meyer: EPR of Cu2+ in lithium tetraborate single crystals, phys. stat. sol. ( c ) 4. no 3, 1276-1279, 2007
I. Földvári, E. Beregi, P. Solarz, G. Dominiak-Dzik, W. Ryba-Romanowski, A. Watterich,: Luminescence of YAB:Er Single Crystal, phys. stat. sol. ( c ) 4, no 3, 893-896, 2007
L. Malicskó, L. Pogány , A.Tóth , V. Horváth and E. Beregi:: Microscopic studies on imperfections in selected YAB single crystals, kézirat, 2007
A. Watterich, E. Beregi, P. Aleshkevych, M. T. Borowiec, T. Zayarnyuk, H. Szymczak, V. Nagirnyi and A. Kotlov:: EPR and Optical Spectroscopic Characterisation of YAl3(BO3)4 : Gd3+ Single Crystals, kézirat, 2007
L. Kovács, K. Lengyel, Á. Péter, K. Polgár, A. Beran: IR absorption spectroscopy of water in CsLiB6O10 crystals, Optical Materials, 24, 457-463, 2003



Back »