Transformation of Nd 3+  Centers in Y 2 SiO 5  Crystals during Heat Treatment in a Reducing Atmosphere and Gamma Irradiation

M. Kh. Ashurov; Ашуров М. Х.; I. Nuritdinov; Нуритдинов И.; Z. U. Esanov; Эсанов З. У.; Kh. M. Majidov; Мажидов Х. М.

doi:10.31857/S0002337X23050019

Transformation of Nd³⁺ Centers in Y₂SiO₅ Crystals during Heat Treatment in a Reducing Atmosphere and Gamma Irradiation

Authors: Ashurov M.K.¹, Nuritdinov I.¹, Esanov Z.U.¹, Majidov K.M.¹
Affiliations:
1. Institute of Nuclear Physics, Academy of Sciences of Uzbekistan
Issue: Vol 59, No 5 (2023)
Pages: 567-571
Section: Articles
URL: https://rjonco.com/0002-337X/article/view/668266
DOI: https://doi.org/10.31857/S0002337X23050019
EDN: https://elibrary.ru/QGEHTV
ID: 668266

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

We have studied absorption spectra of Y2SiO5:Nd crystals after gamma irradiation and heat treatment under reducing conditions. The results demonstrate that, during gamma irradiation or heat treatment of the crystals, the generation of oxygen vacancies in the vicinity of Nd3+ ions coordinated to seven oxygens (Nd1 centers) changes their oxygen coordination to six (Nd2 centers), that is, causes a partial transition of Nd1 to Nd2 centers.

Keywords

irradiation, gamma radiation, heat treatment under reducing conditions, absorption, oxygen vacancies

About the authors

M. Kh. Ashurov

Institute of Nuclear Physics, Academy of Sciences of Uzbekistan

Email: izzatilloh@yahoo.com
100214, Ulugbek, Tashkent, Uzbekistan

I. Nuritdinov

Institute of Nuclear Physics, Academy of Sciences of Uzbekistan

Email: izzatilloh@yahoo.com
100214, Ulugbek, Tashkent, Uzbekistan

Z. U. Esanov

Institute of Nuclear Physics, Academy of Sciences of Uzbekistan

Email: izzatilloh@yahoo.com
100214, Ulugbek, Tashkent, Uzbekistan

Kh. M. Majidov

Institute of Nuclear Physics, Academy of Sciences of Uzbekistan

Author for correspondence.
Email: izzatilloh@yahoo.com
100214, Ulugbek, Tashkent, Uzbekistan

References

Багдасаров Х.С., Каминский А.А., Кеворков А.М., Прохоров A.М., Саркисов С.Э., Тевосян Т.А. Лазерные свойства кристалла Y2SiO5-Nd3+ при излучении на переходах 4 F 3/2→ 4 I 11/2 and 4 F 3/2→ 4 I 13/2 // Докл. Академии наук. 1973. Т. 212. № 6. С. 1326–1327.
Arsenev P.A., Raiskaya L.N., Sviridovaya R.K. Spectral Properties of Neodymium Ions in the Lattice of Y2SiO5 Crystals // Phys. Status Solidi A. 1972. V. 13. № 1. P. K45–K47. https://doi.org/10.1002/pssa.2210130147
Suzuki H., Tombrello T.A., Melcher C.L., Schweitzer J.S. UV and Gamma-ray Excited Luminescence of Cerium-Doped Rare-Earth Oxyorthosilicates // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A. 1992. V. 320. № 1–2. P. 263–272. https://doi.org/10.1016/0168-9002(92)90784-2
Нуритдинов И., Сайдахмедов К.Х., Эсанов З.У. Влияние термической обработки и облучения γ-лучами на оптические свойства кристаллов силиката гадолиния (GSO) // Узб. физ. журн. 2014. Т. 16. № 3. С. 225–230.
Нуритдинов И., Эсанов З.У., Саидахмедов К.Х. Влияние ионизирующего излучения на локальное окружение цериевых центров свечения в кристаллах Gd2SiO5:Се // Неорган. материалы. 2021. Т. 57. № 10. С. 1102–1106. https://doi.org/10.31857/S0002337X21100092
Felsche J. The Crystal Chemistry of the Rare-Earth Silicates // Struct. Bonding. 1973. V. 13. P. 99–197. https://doi.org/10.1007/3-540-06125-8_3
Brandle C.D., Valentino A.J., Berkstresser G.W. Czochralski Growth of Rare-Earth Orthosilicates (Ln2SiO5) // J. Cryst. Growth. 1986. V. 79. № 1–3. P. 308–315. https://doi.org/10.1016/0022-0248(86)90454-9
Ткачук A.M., Пржевусский А.К., Морозова Л.Т. и др. Оптические центры Nd в кристаллах силикатов лютеция, иттрия и скандия, их спонтанное и вынужденное излучение // Опт. и спектр. 1986. Т. 60. № 2. С. 288–296.
Pang H., Zhao G., Su L., Jie M., He X., Hu J. Effect of Annealing and Gamma Irradiation on Undoped and Eu3+-Doped Y2SiO5 Single Crystals // J. Cryst. Growth. 2006. V. 286. № 1. P. 126–130. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2005.09.049
Vakhidov Sh.A., Nuritdinov I., Ikramov G.I. Radiation Effects in Multiphase Heterogeneous Dielectrics. Tashkent: Fan, 1988. P. 250.
Нуритдинов И., Эсанов З.У., Исламов А.Х. Структурные дефекты кристаллов Y2SiO5, наведенные нейтронным облучением // Узб. физ. журн. 2016. Т. 18. № 4. С. 264–268.
Нуритдинов И., Эсанов З.У., Саидахмедов К.Х. О структуре люминесцирующих центров в кристаллах Lu2SiO5:Се // Ядерная физика и инжиниринг. 2017. Т. 8. № 5. С. 419–424. https://doi.org/10.1134/S2079562917050116
Ашуров М.Х., Нуритдинов И., Эсанов З.У., Саидахмедов К.Х. Влияние восстановительной термообработки на спектрально-люминесцентные свойства кристаллов Y2SiO5:Се // Неорган. материалы. 2019. Т. 55. № 8. С. 865–869. https://doi.org/10.1134/S0002337X19080025
Fan Y. et al. Theoretical Investigation of Formation and Diffusion Mechanisms for Point Defects in Ytterbium and Lutetium Silicates // J. Am. Ceram. Soc. 2022. V. 105. № 1. P. 653–667. https://doi.org/10.1111/jace.18069
Хромушин И.В., Аксенова Т.И., Байков Ю.М. Особенности термодесорбции кислорода и воды из церата бария, допированного неодимом, самарием и гадолинием // Электрохимия. 2017. Т. 53. № 6. С. 727–730. https://doi.org/10.7868/S0424857017060123