Влияние содержания иттрия на люминесцентные свойства и локализацию заряда в керамике (0.23ZrO2-0.77HfO2)-Y2O3-Eu2O3
Российский научный фонд , Исследование собственных дефектов и зарядовых ловушек в перспективных сцинтилляторах и люминофорах на основе сложных оксидов, активированных ионами редкоземельных элементов, 24-72-00112
Дементьева Е.В.
1, Гусев Г.А.
1, Дементьев П.А.
1, Орехова К.Н.
1, Заморянская М.В.
11Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия

Email: dementeva@mail.ioffe.ru, ggusev@mail.ioffe.ru, orekhova.kseniia@gmail.com, zam@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 29 октября 2025 г.
В окончательной редакции: 29 октября 2025 г.
Принята к печати: 5 декабря 2025 г.
Выставление онлайн: 5 февраля 2026 г.
Основной целью исследования было определение влияния концентрации иттрия на локализацию зарядов в керамике (0.23ZrO2-0.77HfO2)-Y2O3-Eu2O3. В работе была синтезирована керамика (0.23ZrO2-0.77HfO2)-Y2O3-Eu2O3 с различным содержанием иттрия методом соосаждения и исследован ее состав и люминесцентные свойства. Все образцы были стабилизированы в кубической фазе и обладали красной люминесценцией с характерными полосами излучения ионов Eu3+. Показано, что увеличение содержания иттрия приводит к увеличению содержания электронных ловушек, связанных с вакансиями кислорода. Полученные результаты могут быть использованы при разработке новых термолюминесцентных детекторов. Ключевые слова: диоксид гафния, диоксид циркония, оксид иттрия, европий, катодолюминесценция, керамика, термолюминесцентные детекторы, кислородные вакансии, электронные ловушки. DOI: 10.21883/0000000000
- D. Nakauchi, G. Okada, T. Yanagida. Scintillation. J. Lumin., 172, 61 (2016). DOI: 10.1016/j.jlumin.2015.11.028
- S. Nikiforov, A. Dauletbekova, M. Gerasimov, Y. Kasatkina, O. Denisova, V. Lisitsyn, M. Golkovski, A. Akylbekova, A.-D. Bazarbek, A. Akilbekov, A. Popov. Crystals, 13 (11), 1585 (2023). DOI: 10.3390/cryst13111585
- A. Bagmut, I. Bagmut, V. Zhuchkov, M. Shevchenko. Tech. Phys., 6, 856 (2012). DOI: 10.1134/S1063784212060035
- Q.J. Hong, S.V. Ushakov, D. Kapush, C.J. Benmore, R.J. Weber, A. van de Walle, A. Navrotsky. Sci. Rep., 8 (1), 14962 (2018). DOI: 10.1038/s41598-018-32848-7
- Y. Wu, D. Hong, X. Zhong, Y. Niu, X. Zheng. Ceram. Int., 49 (13), 21133 (2023). DOI: 10.1016/j.ceramint.2023.03.280
- C. Li, Y. Ma, Z. Xue, Y. Yang, J. Chen, H. Guo. Ceram. Int., 44 (15), 18213 (2018). DOI: 10.1016/j.ceramint.2018.07.030
- C. Ren, C. Li, H. Guo, H. Wang, Z. Bai, Y. Ma. Ceram. Int., 48 (11), 16432 (2022). DOI: 10.1016/j.ceramint.2022.02.196
- H. Yu, C. Liu, Z. Zhang, S. Huang, Y. Yang, R. Mao, H. Feng, J. Zhao. Chem. Phys. Lett., 738, 136916 (2020). DOI: 10.1016/j.cplett.2019.136916
- E. Montes, P. Ceron, J. Guzma n-Mendoza, C. Falcony, M. Angel Vallejo, M. Antonio Sosa. Ceram. Int., 44 (7), 8081 (2018). DOI: 10.1016/j.ceramint.2018.01.250
- C. Zhao, C. Zhou Zhao, S. Taylor, P.R. Chalker. Materials, 7, 5117 (2014). DOI: 10.3390/ma7075117
- E.J. Shin, S.W. Shin, S.H. Lee, T.I. Lee, M.J. Kim, H.J. Ahn, J.H. Kim, W.S. Hwang, J. Lee, B.J. Cho. IEEE Int. Electron Dev. Meeting (IEDM), 6.2.1 (2020). DOI: 10.1109/IEDM13553.2020.9371984
- C. Jin, C. J. Su, Y. J. Lee, P. J. Sung, T. Hiramoto, M. Kobayashi. IEEE T. Electron Dev., 68 (3), 1304 (2021). DOI: 10.1109/TED.2020.3048916
- E.V. Dementeva, P.A. Dementev, M.A. Yagovkina, M.V. Zamoryanskaya. ACS Appl. Nano Mater., 6, 16212 (2023). DOI: 10.1021/acsanm.3c02178
- Y. Cao, C. Li, Y. Ma, H. Luo, Y. Yang, H. Guo. Ceram. Int., 45 (3), 12851 (2019). DOI: 10.1016/j.ceramint.2019.03.208
- D.R. Belichko, T.E. Konstantinova, A.V. Maletsky, G.K. Volkova, A.S. Doroshkevich, M.V. Lakusta, M. Kulik, A.A. Tatarinova, D. Mardare, C. Mita, N. Cornei. Ceram. Int., 47 (3), 3142 (2021). DOI: 10.1016/j.ceramint.2020.09.151
- E.V. Dementeva, A.A. Shakirova, K.N. Orekhova, T.B. Popova, M.A. Yagovkina, A.I. Lihachev, P.A. Dementev, I.D. Venevtsev, A.F. Zatsepin, D.S. Koshelev, V.V. Utochnikova, B. E. Burakov, M.V. Zamoryanskaya. J. Alloys Compd., 1007, 176452 (2024). DOI: 10.1016/j.jallcom.2024.176452
- V.A. Kravets, K.N. Orekhova, M.A. Yagovkina, E.V. Ivanova, M.V. Zamoryanskaya. Opt. Spectrosc., 125, 188 (2018). DOI: 10.1134/S0030400X18080167
- E.V. Ivanova, V.A. Kravets, K.N. Orekhova, G.A. Gusev, T.B. Popova, M.A. Yagovkina, O.G. Bogdanova, B.E. Burakov, M.V. Zamoryanskaya. J. Alloys Compd., 808, 151778 (2019). DOI: 10.1016/j.jallcom.2019.151778
- K. Smits, L. Grigorjeva, D. Millers, A. Sarakovskis, A. Opalinska, J.D. Fidelus, W. Lojkowski. Opt. Mater., 32 (8), 827 (2010). DOI: 10.1016/j.optmat.2010.03.002
- A.A. Shakirova, E.V. Dementeva, T.B. Popova, M.V. Zamoryanskaya. Opt. Spectrosc., 131 (3), 172 (2023). DOI: 10.61011/EOS.2023.05.56509.76-22
- E.V. Dementeva, A.A. Shakirova, P.A. Dementev, K.N. Orekhova, M.V. Zamoryanskaya. Opt. Spectrosc., 131 (10), 1359 (2023). DOI: 10.61011/OS.2023.10.56887.5619-23
- Д.Р. Исламов, В.А. Гриценко, В.Н. Кручинин, Е.В. Иванова, М.В. Заморянская, М.С. Лебедев. ФТТ, 60 (10), 2006 (2018). DOI: 10.21883/FTT.2018.10.46532.114 [D.R. Islamov, V.A. Gritsenko, V.N. Kruchinin et al. Phys. Solid State, 60, 2050 (2018). DOI: 10.1134/S1063783418100098]
- M.H. Park, C.-C. Chung, T. Schenk, C. Richter, M. Hoffmann, S. Wirth, J.L. Jones, T. Mikolajick, U. Schroeder. Adv. Electron. Mater., 4, 1700489 (2018). DOI: 10.1002/aelm.201800091
- K.N. Orekhova, Y.M. Serov, P.A. Dementev, E.V. Ivanova, V.A. Kravets, V.P. Usacheva, M.V. Zamoryanskaya. Tech. Phys., 64, 1336 (2019). DOI: 10.21883/JTF.2019.09.48068.43-19
- B. Henderson, J.E. Wertz. Adv. Phys., 17 (70), 749 (1968). DOI: 10.1080/00018736800101386