Katılarda nadir toprak metallerinin optiksel özellikleri ve spektroskopisi

Abstract

Bu çalışmanın amacı, bor katkılı bileşiklerin yapısal ve optiksel özelliklerini incelemektir. Sentezlediğimiz Co2Ni(BO3)2 bileşiğine, nadir toprak elementi oksidi olan, Nd2O3, kütlece %x=0.5, 1.0, 5.0, 10.0 ağırlık oranlarında sentezlenen saf maddeye katkılandırıldı. Saf Co2Ni(BO3)2 bileşiğine Neodimyum metalinin kristal örgü boşluklarına girmesi hedeflendi. Sentezlenen bileşiğin yapısal ve optiksel özellikleri X-Işınları Toz Kırınımı (XRD), Fotolüminesans (PL) ve Kızılötesi Spektroskopisi (IR) ile incelendi. XRD sonuçlarına göre, nadir toprak elementi olan Neodimyum iyonunun, Co2Ni(BO3)2 bileşiğinin kristal örgüsünü bozmadan, kristal boşluklarına homojen bir şekilde dağıldığı görüldü. Nd2O3 kütlece %10.0 oranında katkılandırılma yapıldığında ise, saf Co2Ni(BO3)2 bileşiğine ait kristal yapının korunduğu halde, Nd2O3 ‘in ortamdaki B2O3 ile tepkimeye girerek Nd(BO3) bileşiği oluşturduğu bulundu. PL sonuçlarına göre, saf Co2Ni(BO3)2 bileşiği en büyük PL şiddetine sahip olduğu görüldü. Kütlece değişik yüzde oranlarında Nd2O3 ile katkılandırıldığında PL şiddetleri azaldığı görüldü. Yüksek dalgaboylarında PL şiddetleri Nd2O3 miktarına bağlı olarak yüksek değerler almaktadır. IR sonuçlarına göre, IR geçirgenlik şiddetleri katkı miktarı artıkça azalmakta olduğu görüldü. IR absorpsiyon şiddetleri ise katkılama artıkça arttığı bulundu.

The aim of this study is to investigate the structural and optical properties of boron doped compounds. The synthesized Co2Ni(BO3)2 compound with rare earth element oxide, Nd2O3, was added to the pure substance synthesized by weight of x = 0.5, 1.0, 5.0, 10.0. The pure Co2Ni(BO3)2 compound was targeted to enter the eodymium metal into the crystalline mesh gaps. The structural and optical properties of the synthesized compound were investigated by X-Ray Powder Diffraction (XRD), Photoluminescence (PL) and Infrared Spectroscopy (IR). According to the XRD results, it was seen that the rare earth element Neodymium ion had a homogeneous distribution to the crystal cavities without disturbing the crystal lattice of Co2Ni(BO3)2 compound. When Nd2O3 was added by 10.0% by mass, the crystalline structure of the pure Co2Ni(BO3)2 compound was protected, but Nd2O3 was reacted with B2O3 in the medium to form the Nd(BO3) compound. According to the results of PL, pure Co2Ni(BO3)2 compound was found to have the greatest PL intensity. PL intensities were decreased when added to different percentages by Nd2O3. In high wavelengths, PL intensities are high values depending on the amount of Nd2O3. According to IR results, IR transmissivity intensities decreased as the amount of additives increased. IR absorption intensities were found to increase as the doping increased.