Экспериментальное изучение спектроскопических свойств ураниловых соединений
Введение
Глава 1. Обзор литературы
1.1. Фотолюминесценция ураниловых соединений
1.2. Колебательная спектроскопия
1.2.1. Нормальные колебания. Симметрия нормальных колебаний и
правила отбора
1.2.2. Нормальные колебания тетраэдрических атомных группировок
1.3. Теория дисперсии диэлектрической проницаемости в ураниловых
соединениях
1.4. К теории дисперсии электромагнитных волн в фотонных кристаллах
1.5. Расчёт дисперсионных зависимостей электромагнитных волн в ГФК,
заполненом ураниацетатом
1.6. Экспериментальные данные об оптических свойства ураниловых
соединений
Глава 2. Методика эксперимента
2.1. Образцы для исследований…………..………….……………………………33
2.2. Схемы экспериментальных установок для регистрации спектров КР…35
2.3. Схемы экспериментальных установок для регистрации ФЛ……………36
2.4. Схемы экспериментальных установок для анализа спектров ФК………40
2.5. Схемы экспериментальных установок для возбуждения ФЛ
в фотонных кристаллах и в стекле.……………………………………………42
Глава 3. Оптические свойства ураниловых соединений
3.1. Структура и свойства симметрии ураниловых соединений
3.2. Результаты исследований спектров КР ураниловых органических
соединений
3.3. Фотолюминесценция органических ураниловых соединений
Стр
3.4. Сравнение спектров ФЛ в водном растворе уранилхлорида и спектров
ФЛ ураниловых органических соединений и уранилового стекла
3.5. Сравнение интенсивностей ФЛ в водном растворе уранилхлорида при
возбуждении различными источниками излучения
Глава 4. Оптические свойства ураниловых соединений, введённых в фотонные
структуры
4.1. Спектроскопия стоп-зон пористых фотонных кристаллов – опаловых
матриц
4.2. Фотолюминесценция в глобулярных фотонных кристаллах (опаловых
матрицах) при возбуждении ультрафиолетовыми светодиодами и азотным
лазером
4.3. Особенности комбинационного рассеяния света в фотонном кристалле
4.4. Фотолюминесценция ураниловых соединений введенных в
разупорядоченные опаловые матрицы – фотонные стекла
4.5. Спектры фотолюминесценции в ураниловом стекле ЖС-19
4.6. Спектроскопия экситонов Френкеля в ураниловых соединениях
Основные выводы и заключение
Список литературы
Во введении обосновывается актуальность исследований, проводимых в рамках данной диссертационной работы, формулируется цель, ставятся задачи работы, сформулирована научная новизна и практическая значимость представляемой работы.
В первой главе приводится обзор литературы по теме диссертации и теория дисперсии диэлектрической проницаемости.
Во второй главе приводятся методика эксперимента для анализа динамики кристаллической решетки методом комбинационного рассеяния и схема экспериментальной установки для анализа электронно-колебательных спектров (см. Рис.1). Возбуждение спектров КР осуществлялось с использованием непрерывного лазера с длиной волны 785 нм и средней мощностью 300 мВт. Разрешение регистрации спектров КР составляло 2 см-1. Чувствительность установки позволяла исследовать образцы с массой до сотой доли микрограмма. Излучение от лазера (1) с помощью кварцевых световодов подводилось к зонду и фокусировалось линзами (2,3) на исследуемый образец (7). Для подавления возбуждающего излучения использовались элементы (5,6), Рассеянное излучение попадало на интерференционный фильтр (5), который пропускал лазерное излучение, возбуждающее КР, и отражал длинноволновое излучение. При помощи отражающего зеркала (6) и линзы (4) рассеянное излучение подводилось к спектрометру 8 и затем анализировалось с помощью компьютера 9. Использование инфракрасного излучения с длиной волны 785 нм для возбуждения спектров КР обеспечивало подавление фотолюминесценции в исследуемых образцах, сильно люминесцирующих под действием коротковолнового излучения.
Возбуждающее излучение при фокусировке короткофокусной линзой проникало на небольшую глубину образца (~10-5 см); при этом площадь освещаемой возбуждающим излучением его поверхности составляла ~10-4 см2. Поэтому предельно малый объем исследуемого вещества составлял ~10-9 см3. Плотность мощности сфокусированного излучения составляла ~0,3 МВт/см2. Такая плотность мощности обеспечивала достаточно сильный сигнал КР при фокусировке лазерного излучения на исследуемом веществе. Существенного нагревания образца не происходило, так как длина волны возбуждающего излучения (785 нм) соответствует области прозрачности ацетатных ураниловых соединений.
Рис. 1. Схема экспериментальной установки для регистрации спектров КР: 1 – лазерный источник излучения, 2,3,4 – линзы, 5 и 6 – интерференционные фильтры, 7 – предметный стол с образцом, 8 – спектрометр, 9 – компьютер.
В качестве исследуемых образцов использовались поликристаллы ураниловых соединений с размером микрочастиц ~100 мкм. Кристалл натрий уранилацетата относится к кубической сингонии и характеризуется пространственной группой симметрии T4(P2,3) с четырьмя молекулами в примитивной ячейке. Линейные группы UO2 расположены вдоль оси С3 точечной группы симметрии кристалла.
Схемы используемых экспериментальных установок представлены на Рис. 2,a, b. Установки состоят из следующих элементов: источников возбуждающего излучения, кварцевых световодов, предметного столика с исследуемым образцом, спектрометра и компьютера. Излучение по кварцевому световоду диаметром 100 мкм направлялось на поверхность кристалла в направлении близком к нормальному. Так как оба световода находились в контакте с исследуемым образцом и поскольку люминесценция распространяется во все стороны, то процент перекрытия области возбуждения и регистрации люминесценции составлял около 50 процентов.
ФЛ, возникающая в кристалле в схеме «на отражение», попадала в другой световод и регистрировалась цифровым спектрометром FSD-8, подключенным к компьютеру. Рабочий спектральный диапазон используемого спектрометра составлял 200 – 1000 нм при разрешении около 1 нм. Экспозиции при регистрации спектров варьировались в диапазоне 0,1 – 128 мс. Спектры фотолюминесценции кристалла натрий уранилацетата регистрировались при возбуждении квазимонохроматическими полупроводниковыми светодиодами, работающими в непрерывном режиме, с длинами волн 369 нм (3.36 эВ), 382 нм (3.24 эВ), 410 нм (3.02 эВ), 479 нм (2.63 эВ). Плотность мощности излучения на образце при освещении светодиодом составляла порядка 1 Вт/см2. Кроме того, использовался работающий в непрерывном режиме полупроводниковый лазер с длиной волны 442 нм (2.82 эВ). Средняя мощность излучения составляла 5 мВт. Таким образом, плотность мощности этого лазера 100 Вт/см2. Твердотельный
лазер работал в импульсно-периодическом режиме с частотой повторения импульсов 3000 Гц при их длительности 10 нс. Плотность мощности этого лазера 1 кВт/см2. Спектр всех используемых источников возбуждающего излучения попадал в полосу электронного поглощения иона уранила.
Рис. 2. Схема экспериментальной установки для исследования спектров фотолюминесценции при геометрии «на отражение»: a: с использованием четвёртой гармоники лазера (1064 нм); 1,2, 7 – зеркала; 3 – активный элемент лазера; 4 – отражатель; 5 – нелинейно-оптический кристалл; 6, 8 – линзы; 9-зонд; 10 – световоды; 11 – исследуемый образец; 12 – тефлоновое кольцо; 13 – спектрометр; 14 – компьютер. b: с использованием светодиодов: 1 – непрозрачное зеркало, 2-4 – светодиод; 5 –линза; 6-зонд; 7 – световод; 8 – исследуемый образец; 9 –тефлоновое кольцо; 10 – мини-спектрометр; 11 – компьютер.
Как выяснилось из экспериментов, регистрация спектров ФЛ оказалась возможной для небольших объёмов ураниловых соединений: до 10-9г. Минимальные экспозиции при регистрации спектров составляли 10-3с.
Исследования спектров ФЛ проводились при комнатной температуре. В работе использовались экспериментальные установки, представленные на Рис.3, a, b и Рис. 4,а, b. На Рис. 3 представлены схемы установок для исследования ФЛ в водном растворе уранилхлорида «на отражение» (а), и «на просвет» (b). На Рис. 4 представлены схемы установок для исследования ФЛ в опаловой матрице, заполненной нитратом уранила при регистрации «на отражение» (а) и в фотонном стекле, содержащем нитрат уранила при регистрации «на просвет» (b). В схемах «на отражение» (Рис. 3,а и Рис. 4,а) излучение по кварцевому световоду (2) диаметром 100 мкм направлялось на поверхность исследуемого образца в направлении, близком к нормальному. ФЛ, возникающая в образце, попадала в другой световод (5). Возбуждение ФЛ осуществлялось квазимонохроматическими полупроводниковыми светодиодами (1) с длинами волн 369 нм (3.36 эВ), 385 нм (3.24 эВ), 410 нм (3.02 эВ). Спектр источников оптического возбуждения попадал в полосы сильного поглощения иона уранила с частотами: 27000 см-1 (370 нм), 26000 см-1 (384 нм), 24400 см-1 (410 нм). В схеме «на пропускание»: (см. рис. 3,b) в качестве источника возбуждающего излучения использовался лазер (1) с длиной волны генерации λ=453 нм, работающий в
непрерывном режиме. Длина волны лазерного излучения также попадала в область сильного поглощения уранила: λ=449 нм; (1/λ)=22250 см-1. В установке, представленной на Рис. 4,а (схема «на отражение» в качестве образцов использовались опаловые матрицы, содержащие в порах нитрат уранила. Для заполнения пустот опаловых матриц они помещались в водный раствор нитрата уранила с концентрацией 0,5 моль/л. Затем образцы помещались в печь на несколько часов при температуре 90°C. Возбуждающее излучение падало нормально на поверхность роста (111) (см. Рис.4,а).
В результате взвешивания опала до и после заполнения нитратом уранила было установлено, что масса уранилового соединения, введённого в поры, составила 100 мкг. С учётом площади светового пятна (~100 мкм) на поверхности опаловой матрицы и глубины проникновения возбуждающего излучения в фотонный кристалл (~10 мкм) объём освещаемой среды составлял ~10-3 см3.
Рис. 3. Экспериментальная установка для возбуждения ФЛ в водном растворе уранилхлорида; а: схема «на отражение», 1 – источник оптического возбуждения, 2,5 – кварцевые волноводы, 3 – собирающая линза, 4 – кювета с исследуемым образцом, 6 – спектрометр, 7 – компьютер; b: схема «на пропускание», 1 – лазер, 2,6 – кварцевые световоды, 3 – образец, 4,5 – собирающие линзы, 7 – спектрометр, 8 – компьютер.
Рис. 4. Экспериментальная установка для возбуждения ФЛ в исследуемых образцах фотонных кристаллов; а: схема «на отражение», 1 – источник оптического возбуждения, 2,5 – кварцевые волноводы, 3 – собирающая линза, 4 – опаловая матрица, заполненная нитратом уранила, 6 – спектрометр, 7 – компьютер; b: схема «на пропускание», 1 – лазер, 2,6 – кварцевые световоды, 3 – фотонное стекло, заполненное нитратом уранила, 4,5 – собирающие линзы, 7 – спектрометр, 8 – компьютер
Таким образом, масса люминесцирующего вещества составляла ~100 нг. При экспозиции 1мс удавалось зарегистрировать полный спектр ФЛ от этого количества вещества. С учётом максимально возможных экспозиций на нашей установке (32с) предельное количество уранилового соединения, доступного для анализа составляло 10-100 пг.
Cпектры ФЛ регистрировались цифровым спектрометром FSD-8, подключенным к компьютеру. Cпектральная область используемого спектрометра составляла 200 – 1000 нм при разрешении около 1 нм. Экспозиции при регистрации спектров варьировались в диапазоне 1 – 128 мс. По данной схеме проводились исследования для исходных поликристаллов нитрата уранила, фотонного стекла и опаловых матриц, содержащих в порах нитрат уранила.
В третьей главе приводятся оптические свойства ураниловых соединений. Были исследованы спектры КР в ряде ураниловых соединений. На
Рис.5,a-d приведены водородосодержащих NaUO2(CH3COO)3(b),
полученные спектры КР уранилацетатов: CsUO
исследуемых ,
.
На Рис. 5,a-d в спектрах КР наблюдается 10 максимумов интенсивности КР. Две низкочастотные линии с частотами, находящимися в диапазоне 80-140 см-1 характерны для трансляционных колебаний групп ацетатов, а линии в диапазоне 220-250 см-1 можно отнести к либрационным колебаниям. Самая интенсивная
2(CH3COO)3 (a)
RbUO2(CH3COO)3 и (c), UO2(CH3COO)2 (d)
линия, лежащая в диапазоне 850-860 см-1, соответствует полносимметричным модамs (O-U-O). Линия с частотами 950-960 см-1 относится к антисимметричной моде as. Линии, находящиеся на частотах около 675 и 1480 см-1 соответствуют колебаниям O-C-O. Пик с частотой 1344 см-1 (см. Рис. 5,а) соответствует деформационным колебаниям группы CH3.
Были выполнены исследования спектров фотолюминесценции в ураниловых соединениях по методике, представленной в главе 2. Спектр фотолюминесценции кристаллов натрия уранилацетата, зарегистрированный при возбуждении непрерывным полупроводниковым лазером (λ=442 нм), представлен на Рис. 6,a и соответствующий спектр, зарегистрированный при возбуждении импульсным твердотельным лазером (λ=266 нм), приведен на Рис. 6,b. Как видно из Рис. 6,а,b, наблюдаемые спектры ФЛ состоят из нескольких хорошо выраженных полос. При возбуждении лазером с длиной 442 нм интенсивность полосы люминесценции с максимумом на 480 нм в несколько раз превышает (см. Рис. 6,a,b) интенсивность аналогичной полосы, возбуждаемой коротковолновым излучением (266 нм). Это может быть обусловлено изменением инверсной заселенности при резонансном возбуждении натрий уранилацетата, приводящем к проявлению суперлюминесценции.
Рис. 5. Вид спектров комбинационного рассеяния в ураниловых соединениях; а – CsUO NaUO2(CH3COO)3, c – RbUO2(CH3COO)3, d –
2(CH3COO)3, b –
UO2(CH3COO)2.
I, r.u.
1,00 0,75 0,50 0,25 0,00
760 510
20100(498)
260 λ, nm 37300(266)
I, r.u.
600 500
20025(498) 20864(480) 22635 (442)
10000
20000
30000
, cm-1
19200(521)
21 1,00
λ, nm
b
24000 cm-1
18300(546) 20700(480) 17500(572)
a 0,75 0,50 0,25 40000 0,00
19163(522nm) 2
Рис. 6. Спектры фотолюминесценции кристаллов натрия уранилацетата при возбуждении лазерами с различными длинами волн: а – 266 нм, b– 442 нм. Пунктирные кривые 1 соответствуют возбуждающему излучению, сплошные кривые 2 – спектрам фотолюминесценции.
I, r.u. 1,2
550 500 450 510 479
400 nm 369
16000
20000
1,0 2 0,8
0,6
a 488
0,4 561 0,2
0,0 16000
20000 24000 500 450 400
28000 -1 cm
534 1
I, r.u. 1,2
1,0 0,8 0,6 0,4 0,2
0,0 16000
550 510
nm nm
б
28000 -1 cm
534 561
2
488 20000 24000
I, r.u.600 550 1,2 510
500 450
400 nm 410
1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0
534 561
488
в
cm-1
16000 20000
24000
Рис. 7. Спектры фотолюминесценции при возбуждении полупроводниковыми светодиодами с различными с длинами волн: а – 369, б– 385, в – 410. 1 соответствуют кристаллам натрия-уранилацетата, 2 – кристаллам уранилацетата.
Зарегистрированные спектры фотолюминесценции поликристаллов натрий уранилацетата и уранилацетата при возбуждении полупроводниковыми светодиодами с длинами волн (а – 369, b – 385, c – 410 нм) приведены на Рис. 7.
Как видно из сравнения вида спектров, приведенных на Рис. 6 и 7, при переходе от полупроводниковых диодов к лазеру с длиной волны 442 нм наблюдается перераспределение интенсивностей полос с длинами волн 480 нм и 498 нм.
На Рис. 8 приведены спектры ФЛ Na[UO2CH3(COO)3, возбуждаемые импульсно- периодическим излучением (λ=337 нм).
I, r.u.
1,0 77 K
517
540
337 нм
293 K
0,8 0,6 0,4 0,2 0,0
479
Рис. 8. Спектры фотолюминесценции Na[UO2CH3(COO)3] при оптическом возбуждении лазером с длиной волны 337 нм по схеме «на просвет». Пунктирные кривые 1 соответствуют возбуждающему излучению, сплошные кривые 2 – спектрам фотолюминесценции
650 600 550 500 450 400 350 300
б
nm
Ещё заметнее это перераспределение обнаруживается при возбуждении фотолюминесценции импульсно-периодическим лазером с длиной 266 нм волны; при этом полоса с длиной волны 498 нм оказывается существенно интенсивней полосы с длиной волны 480 нм. Такой эффект может быть обусловлен изменением заселенности электронных уровней уранилового иона при резонансном возбуждении.
Как видно из сравнения вида спектров фотолюминесценции кристаллов уранилацетата, зарегистрированных при возбуждении полупроводниковыми светодиодами с различными с длинами волн (см. Рис. 7), вид спектров фотолюминесценции несущественно изменяется при изменении длины волны возбуждающего излучения светодиодов. При этом самая длинноволновая полоса (488 нм) оказывается слабее соседней полосы (510 нм). В то же время для натрий уранилацетата (сплошные кривые на Рис. 7) наблюдается обратная ситуация.
Спектры ФЛ, возбудаемые азотным лазером (Рис. 2,b и Рис. 4,b), зарегистрированы при комнатной (300К) и азотной (77 К) температурах. Справа приведена энергетическая схема соответствующих переходов. При понижении температуры в наблюдаемом спектре обнаруживается резкий пик (λ=475 нм) соответствующий резонансному экситонному переходу иона уранила.
Использование волоконно-оптических кварцевых световодов позволило подводить возбуждающее ультрафиолетовое излучение к небольшому количеству анализируемого вещества. При этом длина волны возбуждающего излучения была близка к полосам поглощения исследуемых поликристаллов, т.е. возбуждение фотолюминесценции проводилось в резонансных условиях. Это обеспечило возможность регистрации фотолюминесценции от предельно малого объёма вещества: 10-9 г, при небольших экспозициях (до 10-3 с).
В четвертой главе приведены оптические свойства ураниловых соединений, введенных в фотонные структуры.
На основе методики, изложенной в главе 2 были выполнены исследования спектров (ФЛ) исходных поликристаллов нитрата уранила UO2(NO3)2, мезопористого фотонного кристалла – опаловой матрицы, в поры которой были введены молекулы уранилового оптического стекла ЖС-19, в котором введены ураниловые ионы
На Рис. 9 и Рис. 10 приведены спектры ФЛ уранилового стекла ЖС-19 при возбуждении азотным лазером с длиной волны 337 нм. При этом, как видно из рисунков, кроме люминесценции, связанной с переходами на колебательные уровни, обнаруживаются дополнительные пики, соответствующие высоколежащим экситонным уровням бесфононного типа. При накачке ультрафиолетовым лазером 337 нм в ураниловом стекле наблюдается полоса прозрачности, соответствующая бесфононному переходу с возбуждением унитарного поляритона.
12
UO2(NO3)2, а также
UO2 с концентрации 1,37 %.
I, r.u.
1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0
200 300 400 500 600 700 800
nm
Рис.9. Полный спектр фотолюминесценции боро-силикатного оптического стекла ЖС-19 при температуре 293 К при возбуждении азотным лазером с длиной волны λ=337 нм.
360 466 337
I, r.u.
533 nm
1,0 0,8 0,5 0,3
514 nm 458 nm
360 nm
558 nm
0,0 300
700 , nm
Рис.10. Спектр фотолюминесценции 1 и спектральная кривая пропускания 2
боро-силикатного оптического стекла ЖС-19 при температуре Т=77 К.
В случае глобулярного фотонного кристалла (ГФК), созданного на основе искусственного опала, в направлении (111) закон дисперсии может быть представлен в виде:
( ) = 1 ( ( 1( )(1 − ) √2) ( 2( ) √2)) − √2 3 3
1 ( 1( ) + 2( )) ( ( 1( )(1 − ) √2) ( 2( ) √2))(1) 2 2( ) 1( ) 3 3
Здесь D-диаметр кварцевых глобул (обычно D=250 нм); =0,26 – пористость кристаллической решетки; n1 и n2 -показатели преломления слоев (индекс 1 соответствует кристаллической матрице, 2-для вещества в порах); – частота волн и c=3*108 м/с-скорость света в вакууме.
400 500
13
Были выполнены расчёты дисперсионных зависимостей электромагнитных волн в глобулярном фотонном кристалле, заполненном уранилацетатом. Результаты моделирования закона дисперсии электромагнитных волн по формуле (1) приведены на Рис. 11. Из этого рисунка видно, что реализуется аномальное увеличение плотности мод на границе поглощения уранила за счет фотонной кристаллической решетки.
Спектральные зависимости групповой скорости V(λ) распространения электромагнитных волн представлены на Рис. 12. Как видно из этого рисунка, в фотонном кристалле замедление света возрастает в связи с дополнительными резонансами, присутствующими в ураниловом соединении. Кроме того, существуют дополнительные области нулевых скоростей электромагнитных волн, обусловленные зонной структурой фотонного кристалла.
Рис. 11. Закон дисперсии = ( ) для глобулярного фотонного кристалла на искусственном опале с диаметром кварцквых глобул D=250 нм, заполненного уранилацетатом натрия.
Рис. 12. Дисперсия групповой скорости V(λ) поляритонов в глобулярном фотонном кристалле, заполненном уранилацетатом натрия. Диаметр глобул кристалла составляет D=250 нм.
14
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
В заключении сформулированы основные результаты диссертационной
работы, состоящие в следующем:
1.Исследованы спектры ФЛ уранилацетата и натрий уранилацетата в
растворах и в порошках и впервые – уранилхлорида в водном растворе. Показано, что положение линий ФЛ ионов уранила остаётся неизменным, но в кристаллах натрий уранилацетата присутствует изучение, соответствующее бесфононному переходу на длине волны 479 нм с возбуждением унитарного поляритона. Соотношение интенсивности этих линий зависит от длины волны возбуждения. Наблюдаемые спектры фотолюминесценции соответствуют излучательным переходам с электронных энергетических уровней иона уранила в основное энергетическое состояние или на колебательные подуровни, соответствующие полносимметричным колебаниям иона уранила. Независимо от источника возбуждающего излучения спектральное расстояние между соседними полосами ФЛ в ураниловых соединениях приблизительно одинаково и совпадает с частотой полносимметричной моды иона уранила: 853 см-1.
2. При возбуждении ФЛ уранилацетата и натрий уранилацетата излучением с длинами волн 369, 385, 410 нм наблюдается двукратное сужение линий ФЛ по сравнению с шириной линии возбуждающего излучения. При возбуждени ФЛ водного раствора уранилхлорида излучением с длиной волны 468 нм наблюдается как сужение линии ФЛ, так и усиление ФЛ на несколько порядков. Это указывает на возможность лазерной генерации в ионах уранила, аналогичной лазерам на красителях. Реализация лазерной генерации в ураниловом соединении представляет как общетеоретическое значение, так и практический интерес в связи с возможностью непрерывной перестройки частоты лазерного излучения в большом спектральном диапазоне: 480-550 нм.
3. Впервые исследованы спектры ФЛ нитрата уранила и уранилхлорида в порах мезопористого фотонного кристалла – опаловой матрицы.
Наблюдается резкое возрастание интенсивности ФЛ при попадании длины волны возбуждающего излучения в область стоп-зоны опаловой матрицы.
4. Показано, что при возбуждении ионов (UO2)+, помещённых в поры опаловой матрицы, излучением с длиной волны в области стоп-зоны матрицы происходит резкое усиление фотолюминесценции. Применение волоконно- оптической методики и опаловой матрицы позволило регистрировать очень малое количество люминофора при небольших экспозициях. Полученные результаты открывают возможность экспресс-обнаружения ионов уранила в окружающей среде при небольшой концентрации уранилового соединения.
Актуальность темы исследования. Представляет интерес теоретическое и
экспериментальное изучение физической природы и свойств ураниловых
соединений в зависимости от химического состава, содержания изотопов и
температуры. В связи с этим актуальными являются исследования спектров
люминесценции и комбинационного рассеяния в ураниловых соединениях.
Ураниловые соединения представляют собой класс веществ, содержащих
ураниловую группу (UO2)3+. Эта группа характеризуется присутствием большого
числа электронов на внутренних и внешних оболочках. В результате в таких
соединениях существует огромное количество электронных переходов в широкой
области спектра. Соответственно ураниловые соединения характеризуются
большой химической активностью и вступают в реакцию со многими
химическими элементами, за исключением благородных газов. Ураниловые
соединения представляют собой вещества, электронный спектр которых
характеризуется присутствием большого числа полос поглощения. Колебательные
спектры ураниловых соединений формируются в зависимости от структуры
соответствующих молекул, но в них всегда присутствуют моды, обусловленные
осцилляциями атомов в группе (UO2)3+. Анализ электронных и колебательных
спектров позволяет установить присутствие в окружающей среде ураниловых
соединений, представляющих серьезную угрозу для экологии. Весьма опасны
аэрозоли ураниловых соединений. Для аэрозолей, способных к растворению в
воде, предельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе составляет 0,015
мг/м³. Для нерастворимых в воде ураниловых соединений ПДК составляет 0,075
мг/м³. Вследствие этого крайне важно иметь возможность контроля присутствия
ионов уранила в окружающей среде и в технологических процессах при его
использовании. Таким образом представляется актуальным установление вида
спектров фотолюминесценции и комбинационного рассеяния этих соединений.
Спектры фотолюминесценции твердотельных соединений на основе
уранилацетата исследовались в работах [1-4]. В работе [1] был зарегистрирован
спектр КР твердых кристаллов Zn(UO2)2(CH3COO)6 ∙7H2O при возбуждении
гелий-неоновым лазером (λ=632.8 нм). В полученном спектре симметричным и
антисимметричным колебаниям соответствовали линии на частотах 847 и 932 см – . Спектры КР твердого кристалла NaUO2CH3(COO)3 изучались в работе [2]. В
этой работе для записи спектра использовался фотоумножитель и спектрограф;
возбуждение осуществлялось аргоновым лазером (λ=514,5 нм). В этом спектре
проявлялась интенсивная линия на частоте 865 см-1, отнесенная к симметричным
валентным колебаниям. В работе [3] был получен спектр ИК-поглощения в
кристаллах RbUO2(CH3COO)3 и CsUO2(CH3COO)3. Было установлено, что
симметричным и антисимметричным колебаниям в кристаллах рубидий-
уранилацетата соответствуют частоты 852 и 924 см-1, а в кристаллах цезий-
уранилацетата 842 и 920 см-1. Спектры КР в этих соединениях ранее не
регистрировались. В работе [4] были исследованы спектры КР твердотельного
кристаллогидрата уранилацетата UO2(CH3COO)3 ∙2H2O, в которых также
проявились симметричные и антисимметричные моды с частотами 867 и 942 см-1.
Целью работы является установление закономерностей колебательных и
электронных спектров в ураниловых соединениях, определение характеристик
экситонных и электронно-колебательных переходов, а также создание
нанокомпозитных структур в виде фотонных кристаллов или фотонных стекол,
содержащих ураниловые соединения, для повышения эффективности
обнаружения ураниловых соединений на основе комбинационного рассеяния (КР)
и фотолюминесценции (ФЛ).
В качестве конкретных целей данной работы были сформулированы
следующие задачи.
1. Установление закономерностей в электронных спектрах ураниловых
соединений на основе регистрации ФЛ при ее возбуждении импульсными и
непрерывными лазерными источниками света. Сравнение полученных
результатов для различных ураниловых соединений, находящихся в твердой и
жидкой фазах,
2. Установление закономерностей колебательных спектров на основе
регистрации КР света ураниловых соединениях, находящихся в
поликристаллической фазе с использованием современных методов
спектроскопии КР и волоконно-оптической техники,
3. Анализ условий наблюдения лазерной генерации в ураниловых
соединениях.
Научная новизна работы заключается в следующем.
1. Впервые исследованы спектры ФЛ уранилхлорида в водном растворе и
проведено сравнение со спектрами ФЛ уранилацетата и натрий
уранилацетата в растворах и в порошках. Показано, что положение
линий ФЛ ионов уранила остаётся неизменным, но в кристаллах натрий
уранилацетата присутствует изучение, соответствующее бесфононному
переходу на длине волны 479 нм с возбуждением унитарного
поляритона.
2. Впервые наблюдалось двукратное сужение линий ФЛ уранилацетата и
натрий уранилацетата по сравнению с шириной линии возбуждающего
излучения при возбуждении ФЛ излучением с длинами волн 369, 385,
410 нм, а при возбуждении ФЛ водного раствора уранилхлорида
излучением с длиной волны 468 нм наблюдалось как сужение линии ФЛ,
так и усиление ФЛ на несколько порядков. Это указывает на
возможность лазерной генерации в ионах уранила, аналогичной лазерам
на красителях
3. Впервые исследованы спектры ФЛ нитрата уранила и уранилхлорида в
порах мезопористого фотонного кристалла – опаловой матрицы.
Наблюдается резкое возрастание интенсивности ФЛ при попадании
длины волны возбуждающего излучения в область стоп-зоны опаловой
матрицы.
4. Разработан метод обнаружения ураниловых соединений при предельно
малом объеме вещества и установлены условия наблюдения лазерной
генерации в ураниловых соединениях.
Практическая значимость работы определяется следующим.
1. Разработаны методы обнаружения предельно малых (до 10-9 г) количеств
ураниловых соединений.
2. Показана возможность получения лазерной генерации в ураниловых
соединениях.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Положение спектральных линий ФЛ ионов уранила остаётся неизменным
при изменении состава соединения, за исключением кристаллов натрий
уранилацетата, где присутствует изучение, соответствующее бесфононному
переходу на длине волны 479 нм с возбуждением унитарного поляритона.
2. При возбуждении ФЛ уранилацетата и натрий уранилацетата излучением
с длинами волн 369, 385, 410 нм наблюдается двукратное сужение линий ФЛ по
сравнению с шириной линии возбуждающего излучения. При возбуждении ФЛ
водного раствора уранилхлорида излучением с длиной волны 468 нм наблюдается
как сужение линии ФЛ, так и усиление ФЛ на несколько порядков. Это указывает
на возможность лазерной генерации в ионах уранила.
3. ФЛ нанокомпозита опаловой матрицы и уранилового соединения
возрастает на три порядка при совпадении длины волны возбуждающего
излучения с краем стоп-зоны опаловой матрицы.
4. При волоконно-оптическом возбуждении нанокомпозита опаловой
матрицы и уранилового соединения регистрируются предельно малые количества
этих соединений: до 10-9 г. Полученные результаты открывают возможность
экспресс-обнаружения ионов уранила в окружающей среде при небольшой
концентрации уранилового соединения.
Достоверность полученных результатов обеспечена надежностью
применявшихся экспериментальных и теоретических методов, совпадением
результатов аналитических расчетов с экспериментальными наблюдениями
физических величин, полученных различными международными коллективами
независимо, и подтверждается результатами апробации работы.
Апробация работы. Результаты диссертации докладывались на следующих
конференциях: VIII Всероссийская конференция «Необратимые процессы в
природе и технике» (Москва, 2015); X Всероссийская конференция «Необратимые
процессы в природе и технике» (Москва, 2019), XI Всероссийская конференция
«Необратимые процессы в природе и технике» (Москва, 2021).
Публикации. Всего по теме диссертации опубликовано 8 статей в
журналах, включённых в Перечень рецензируемых научных изданий, в которых
должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на
соискание учёной степени кандидата наук, на соискание учёной степени доктора
наук. В опубликованных работах достаточно широко представлены материалы
диссертации. Список статей приводится в конце автореферата.
Личный вклад автора. Автор работы принимал непосредственное участие
на всех этапах исследования: в обсуждении постановки задач, при поиске и
разработке оптимальных методов решения, в анализе и интерпретации
результатов, написании статей, представлении результатов работы на
всероссийских и международных конференциях. Постановка задач и анализ
результатов решения произведены совместно с научным руководителем.
Основные результаты диссертационного исследования получены автором
самостоятельно.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав,
заключения и списка литературы. Общий объём составляет 120 страницы,
включая 84 рисунка, 6 таблиц и список литературы из 112 наименований.
1. Garg C.L., Narasimham K.V. Energy levels and structure of ammonium uranyl
fluoride // Spectrochim. Acta A. 1971. V. 27. Р. 863–875.
2. Boikov V.N., Krasovskii A.N. Umreiko D.S. Excitation energy exchange between
emission centers in crystals of sodium uranyl acetate and rubidium uranyl nitrate //
J. Appl. Spectrosc. 1984. V. 40. Р. 321-324.
3. McGlynn S.P., Smith J.K., Neely W.C. Electronic Structure, Spectra, and Magnetic
Properties of Oxycations. III. Ligation Effects on the Infrared Spectrum of the
Uranyl Ion // J. Chem. Phys. 1961. V. 35. Р. 105–116.
4. Володько Л.В., Комяк А.И., Умрейко Д.С. Ураниловые соединения (спектры,
строение). Т. 1. Минск: Изд-во БГУ, 1981, 432 с.
5. G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot and A. H. Wapstra. “The NUBASE evaluation of
nuclear and decay properties”. Nuclear Physics A 729. (2003).
6. Липилина И.И. Уранил и его соединения (М.: Изд-во АН СССР, 1959, c. 316).
7. Ahrland S. The stability of metal halide complexes in aqueous solution // Acta
Chem. Scand. 1970. v.3, P.157-172.
8. “Reactors Designed by Argonne National Laboratory: Fast Reactor Technology”.
U.S. Department of Energy, Argonne National Laboratory. 2012.
9. Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry. 1975. Volume 37, Issue 9, P. 1933–
1935.
10. Lide, David R., Handbook of Chemistry and Physics (87 ed.), Boca Raton, FL:
CRC Press. 2004. P. 3–566 ().
11. Brewster D. Trans. Roy. Soc. 1833. p. 12.
12. Умрейко Д. С., Вилейшикова Е. В., Комяк А. И. //Вестник БГУ. Серия 1,
Физика. 2014, №2. С. 3-7.
13. Rabinowitch E., R. Linn. Belford Spectroscopy and Photochemistry of Uranyl
Compounds. (NY.: The Macmillan Company. 1964, P. 375.
14. E. L. Nichols and H. L. Howes, Fluorescence of the Uranyl Salts, Carnegie Inst.
Wash. Pub., 298. (1919).
15. G. H. Dieke and A. B. F. Duncan, Spectroscopic Properties of Uranium
Compounds, National Nuclear Energy Series, Div. Ill, 2, McGraw-Hill, New York.
1949.
16. A. N. Sevchenko, V. M. Vdovenko, and T. V. Kovaleva, Zhur. Eksptl. Teoret. Fiz.,
1951. Vol. 204. P. 21.
17. Zheming Wang, John M Zachara, Wassana Yantasee, Paul L Gassman, Chongxuan
Liu and Alan Joly, “Cryogenic Laser Induced Fluorescence Characterization of
U(VI) in Hanford Vadose Zone Pore Waters” // US Department of Energy
Publications. 2004. P.224.
18. L. V. Volod’ko and A. N. Sevchenko, On the interpretation of electronic and
vibration spectra of uranyl nitrates // Optics and Spectroscopy. 1958. 4. 40.
19. D. D. Pant and D. P. Khandelwal, Sei. Industr. Res., 1959. 18B: 126.
20. H. C. Jones and W. W. Strong, Carnegie Inst. Wash. Pub. 1910. 130.
21. Zheming Wang, John M Zachara, Paul L Gassman. Fluorescence spectroscopy of
U(VI)-silicates and U(VI)-contaminated Hanford Sediment // Geochimica et
Cosmochimica Acta. 2005. Vol. 69. No. 6. P. 1391–1403.
22. Van Heel A.S. C. Leiden Comm., Suppl., 1925 Vol.55.
23. Mentzen B., Georgio G. Caracterisation a l’etat solide de l’acetate d’uranyle
dehydrate // J. Inorg. Nucl. Chem. 1970. Vol. 32. P. 1509-1516.
24. L. V. Volod’ko and E. A. Turetskaya, Zh. Luminescence spectra of organic
solutions of uranyl salts in various stages of damping // Prikl. Spektrosk., 1966. 4.
No. 4, P. 327.
25. H. D. Burrows, T. J. Kemp. The photochemistry of the uranyl ion // Chem. Soc.
Rev. 1974. 3. P. 139-165.
26. В. С. Горелик, В. М. Коршунов, Ю. П. Войнов. Резонансное возбуждение
фотолюминесценции к кристаллах натрийуранилацетата. // Оптика и
спектоскопия, 2016. том 121. № 6. C. 881–884.
27.В.А.Бабенко, В.И. Малышев, А. А. Сычев, Сверхлюминесценция растворов
полиметиновых красителей при возбуждении излучением неодимового
ОКГ”// Квантовая электроника. 1975. 2. C. 1923–1929.
28.Bernath P. F. Infrared fourier transform emission spectroscopy // Chem. Soc. Rev.
1996. Vol. 25. P. 111—115.
29.ИК спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений/
К. Накамото // М.: Мир. 1991. 536 с.
30.Спектроскопия органических веществ / Д. Браун, А. Флойд, М. Сейнзбери//
М.: Мир, 1992, 300 с.
31. V S Gorelik, V V Filatov The Resonance Photon-Paraphoton Conversion in Media
// Journal of Physics: Conference Series. 2018. 1051 012012.
32. L.V. Volod’ko, A.I. Komyak, L.E. Sleptsov, Polarization and the luminescence
spectrum of crystalline sodium uranyl acetate // Journal of Applied Spectroscopy, 3,
97, 1965
33. V. I. Burkov, V. A. Kizel, Y. I. Krasilov, The natural and artificial gyrotropy of
cubic crystals of uranyl compounds // Journal of Applied Spectroscopy 7, 527,
1967
34.Z. M. Alikhanova, V. I. Burkov, I. N. Ivanova-Korfini, Luminescence
characteristics of cubic crystals of uranyl compounds // Journal of Applied
Spectroscopy. 1971. Vol. 15, P. 1019-1025.
35. V.S. Gorelik, A.V. Pudovkin and V.V. Filatov, Mesoporous photonic-crystal films
for amplification and filtering of electromagnetic radiation // J Russ Laser Res.
2016. Vol. 37. P. 604-610.
36. I.H. Malitson, Interspecimen comparison of the refractive index of fused silica //
Journal of the Optical Society of America. 1965. Vol. 55. P. 1205-1209,
37. V.S. Gorelik, Spectral characteristics of the radiation of artificial opal crystals in
the presence of the photonic flame effect // Laser Phys. 2007. Vol. 84. P. 485-488.
38. J. Schoenes, Optical properties and electronic structure of UO2 // Journal of applied
Physics. 1978. Vol. 49. 1463.
39. B.W. Veal, D.J. Lam, Phys. Rev. BID, 4902, 1974
40. R.J. Ackermann, R.J. Thorn and G.H. Wilson, Visible and Ultraviolet Absorption
Properties of Uranium Dioxide Films // Journal of the Optical Society of America.
1959. Vol. 49. P. 1107-1111.
41. J.L. Bates. Visible and Infrared Absorption Spectra of Uranium Dioxide // Nuclear
Science and Engineering. 1965. Vol. 21. P. 26.
42. J. Naegele, L. Manes, U. Birkholz, Optical properties of UO2 and U4O9 single
crystals and their relation to chemical bonding // North-Holland, Amsterdam, 1976.
P. 393.
43.V.A. Gubanov, A. Rosen, D.E. Ellis, Electronic structure and bonding in ThO2 and
UO2 // Solid State Commun. 1977. P. 219-223.
44.Yablonovitch E., Gmitter T.J. Photonic Band Structure: The Face-Centered-Cubic
Case // Journal of the Optical Society of America A. 1990. Vol. 7(9). P. 1792-1800.
45.Leung K.M., Liu Y.F. Full Vector Wave Calculation of Photonic Band Structures
in Face-Centered-Cubic Dielectric Media // Physical Review Letters. 1990. Vol.
65(21). P. 2646-2649.
46.Zhang Ze, Satpathy S. Electromagnetic Wave Propagation in Periodic Structures:
Bloch Wave Solution of Maxwell’s Equations // Physical Review Letters. 1990.
Vol. 65(21). P. 2650-2653.
47.Plihal M., Shambrook A., Maradudin A.A., Sheng P. Two-dimensional photonic
band structures // Optics communications. 1991. Vol. 80 (3, 4). P. 199-204.
48.Yablonovitch, E., Leung K. M. Hope for photonic bandgaps //. Nature. 1991. Vol.
351(6324). P. 278.
49.Plihal M., Maradudin A.A. Photonic band structure of two-dimensional systems:
The triangular lattice // Physical review B. 1991. Vol. 44(16). P. 8565-8571.
50.McCall S.L., Platzman P.M., Dalichaouch R., Smith D., Schultz S. Microwave
propagation in two-dimensional dielectric lattices // Physical review letters. 1991.
Vol.67 (15). P. 2017-2020.
51.Robertson W.M., Arjavalingam G., Meade R.D., Brommer K.D., Rappe A.M.,
Joannopoulos J.D. Measurement of photonic band structure in a two-dimensional
periodic dielectric array // Physical review letters. 1992. Vol. 68(13). P. 2023-2026.
52.Cheng C. C., Arbet-Engels V., Scherer A., Yablonovitch E. Nanofabricated three
dimensional photonic crystals operating at optical wavelengths // Physica scripta
1996. Vol. 68. P. 17-20.
53.Feiertag G., Ehrfeld W., Freimuth H. Fabrication of photonic crystals by deep x-ray
lithography // Appl. Phys. Lett. 1997. Vol. 71(11). P. 1441-1443.
54.Yablonovitch E., Gmitter T.J., Leung K.M. Photonic band structure: the face-
centered-cubic case employing nonspherical atoms // Physical review letters. 1991.
Vol. 67(17). P. 2295-2298.
55.Maddox J. Photonic band-gaps bite the dust // Nature. 1990. Vol. 348(6301). P.
481.
56.Ho K.M., Chan C.T., Soukoulis C.M. Existence of Photonic Gap in Periodic
Dielectric Structures // Physical Review Letters. 1990. Vol. 65(25). P. 3152-3155.
57.Soukoulis C.M. (Ed.) Photonic Band Gaps and Localization. Proceedings of a
NATO ARW on Localization and Propagation of Classical Waves in Random and
Periodic Structures held in Aghia Pelaghia, Heraklion, Crete, May 26-30, 1992.
Springer, 1993. P. 530.
58.Yablonovitch E., Gmitter T.J., Meade R.D., Rappe A.M., Brommer K.D.,
Joannopoulos J.D. Donor and acceptor modes in photonic band structure // Physical
review letters. 1991. Vol. 67(24). P. 3380-3383.
59.Krauss T., Song Y.P., Thoms S., Wilkinson C.D.W., DelaRue R.M. Fabrication of
2-D photonic bandgap stuctures in GaAs/AlGaAs // Electronics letters. 1994. Vol.
30(17). P. 1444-1445.
60.Gerard J.M., Izraël A., Marzin J.Y., Padjen R., Ladan F.R. Photonic bandgap of
two-dimensional dielectric crystals // Solid State Electronics. 1994. Vol. 37.
P.1341-1344.
61.McGurn A.R., Maradudin A.A. Photonic bandgap structures of two- and three-
dimensional periodic metal or semiconductor arrays // Phys. Rev. B. 1993. Vol.
48(23). P. 17576–17579.
62.Ho K.M., Chan C.T., Soukoulis C.M., Biswas R., Sigalis M. Photonic band gaps in
three dimensions: new layer-by-layer periodic structures // Solid state
communications. 1994. Vol. 89(5). P. 413-416.
63.Dongbin Mei, Bingying Cheng, Wei Hu, Zhaolin Li, Daozhong Zhang. Three-
dimensional ordered patterns by light interference // Opticd letters. 1995. Vol.
20(5). P. 429-431.
64.Villeneuve P.R., Fan S., Joannopoulos J.D., Lim Kuo-Yi, Petrich G.S.,
Kolodziejski L.A., Reif R. Air-bridge microcavities // Appl. Phys. Lett. 1995. Vol.
67(2). P. 167-169.
65.Горелик В.С., Войнов Ю.П., Злобина Л.И., Свербиль П.П. // Российский
химический журнал. 2012. Т. 56, №№1-2, С. 5-10.
66.Lehmann V. // Electrochemistry of Silicon: Instrumentation, Science, Materials and
Applications (Wiley-VCH Verlag GmbH, 2002).
67.Горелик В.С., Литвинова А.О., Умаров М.Ф.. Волоконно-оптическая
регистрация спектров вторичного излучения молекулярных соединений //
Кратк. сообщ. по физ. Физ. инст. им. П.Н. Лебедева Рос. Акад. Наук. 2014. №
11. C. 3-9.
68.Shundalaua M. B., Komiaka А. I., Zajogina А. P., Umreiko D. S. A DFT study of
the structure and vibrational IR spectra of the UO2Cl2·2HMPA and UCl4·2HMPA
complexes // J. Spectrosc. Dyn. 2013. V. 3. № 4. P. 1 – 12.
69.Görller-Walrand C., Houwer S. Spectroscopic properties of uranyl chloride
complexes in non-aqueous solvents // Phys. Chem. 2004. V. 6. № 13. P. 3292-3298.
70.Сережкина, Л.Б., Вологжанина, А.В., Клепов В.В., Сережкин В.Н. //
Кристаллография. 2010. Т. 55. № 5. С. 822‒828.
71.Кизель, В. А, Красилов, Ю. И, Бурков В. И. Экспериментальные исследования
гиротропии кристаллов// УФН, 1974. Т.114. C. 295-349.
72.Klepov, V. V.,Vologzhanina, A. V.,Alekseev, E. V.,Pushkin, D. V.,
Serezhkina, L.B. Structural diversity of uranyl acrylates // CrystEngComm. 2016.
V. 18. P. 1723-1731.
73.Клепов В.В. Новые ацетатные комплексы уранила – синтез, строение и
некоторые свойства // Самарский Государственный Университет. 2014. 165 c.
74.Xiaoping, Sun, Derrick, R.J., Kolling, Investigation of charge-transfer absorptions
in the uranyl UO22+ (VI) ion and related chemical reduction of UO22+ (VI) to UO22+
(V) // Inorganica Chim.Acta. 2015. V. 435. P. 117–124.
75.Barraclough, C.G., Cockman, R.W., O’Donnell, T.A. // Inorganic and Nuclear
Chemistry Letters. 1981. V. 17. P. 83-86.
76.Горелик В.С., Пятышев А.Ю., Крылов А.С. Комбинационное рассеяние света
в области фазового перехода в кристаллах нитрита натрия // Физика твердого
тела. 2016. том 58. в. 1, C. 163-169.
77.Kurtz, S.K., Purry, T.T. // J. Appl. Phys. 1968. V. 39. P. 3798-3813.
78.Горелик, В.С., Свербиль, П.П. Комбинационное рассеяние света на
продольных и поперечных оптических колебаниях в монокристаллах ниобата
лития // Неорганические материалы. 2015. т. 51. № 11. C. 1190-1197.
79.Frost, Ray L., JiříČejka. A. A. Godwin // Journal of Raman Spectroscopy. 2007. V.
38. P.1609-1614.
80.Bastians, G. Crump, W.P. Griffith, R.Withnall. Raspite and Studtite: Raman spectra
of two unique minerals // Journal of Raman Spectroscopy. 2004. V.35. P.726-731.
81.Quilès, F., Burneau, A. Infrared and Raman spectra of uranyl(VI) oxo-hydroxo
complexes in acid aqueous solutions: a chemometric study // Vibrational
Spectroscopy. 2000. V. 23. P. 231-241.
82.L. V.Volod’ko, A. I.Komyak, M. R.Posledovich. Anisotropy of raman
scattering in crystals of uranyl trinitrates // Zhurnal Prikladnoi Spektroskopii. 1979.
Vol. 31 (2). P. 308–312.
83.Ray L. Frost, JiříČejka, Godwin A. Ayoko. Raman spectroscopic study of the
multi-anion uranyl mineral schroeckingerite // Journal of Raman Spectroscopy.
2007. Vol. 38. P. 1609-1614.
84.Третьяков Ю.Д. Нанотехнологии. Азбука для всех // М.: Физматлит, 2010. 368
с.
85.Kiyoshi Asakawa, Yoshimasa Sugimoto, Yoshinori Watanabe, Nobuhiko Ozaki,
Photonic crystal and quantum dot technologies for all-optical switch and logic
device // New Journal of Physics. 2006. Vol. 8. P.208-216.
86. Белянин А.Ф. Нанокомпозиты на основе опаловых матриц с 3D-структурой,
образованной магнитными наночастицами // Технология и конструирование в
электронной аппаратуре. 2008. № 4. С. 55-63.
87.Самойлович М.И. Оптико-акустические эффекты в решетчатых упаковках
(опаловые матрицы как метаматериал) // Технология и конструирование в
электронной аппаратуре. 2010. № 1. С. 49-57.
88.Белянин А.Ф. Оптические, магнитные и диэлектрические свойства опаловых
матриц с заполнением межсферических нанополостей редкоземельными
манганитами // Нано- и микросистемная техника. 2012. № 10. С. 31–36.
89.Самойлович М.И. Особенности метаматериалов (нанокомпозитов) на основе
регулярныхупаковокнаносферSiO2//Наукаитехнологиив
промышленности. 2009. № 3. С. 61–68.
90.Самойлович М.И. Трехмерные нанокомпозиты на основе упорядоченных
упаковок наносфер кремнезема // Микросистемная техника. 2004. № 6. С. 3-7.
91.Самойлович М.И. Фотонные кристаллы и нанокомпозиты на основе опаловых
матриц // М.: Издательство ОАО ЦНИТИ «Техномаш». 2007. 303 с.
92.Горелик В.С. Оптика глобулярных фотонных кристаллов //Квантовая
электроника. 2007. 37(5). С. 409-432.
93.P. Russell. Interference of integrated Floquet-Bloch waves // Physical Review.
1986. Vol. 33(5), P. 3232-3237.
94.H. Yokoyama, Physics and device applications of optical microcavities // Science.
1992. Vol. 256, P. 66-70.
95.E. Yablonovich. High-impedance electromagnetic surfaces with a forbidden
frequency band // Phys.Rev.Lett. 1999. 58, P. 2059-2074.
96.Быков В.П. Спонтанное излучение в периодической структуре // ЖЭТФ. 1972.
62. С. 505-512.
97.S. John. Strong localization of photons in certain disordered dielectric superlattices
// Phys.Rev.Lett. 1987. 58. 2486.
98.Голубев В.Г., Кособукин В.А., Курдюков Д.А. Фотонные кристаллы с
перестрaиваемойзапрещеннойзонойнаосновезаполненныхи
инвертированных композитов опал–кремний // ФТП. 2001. 35. С. 710-713.
99.Y.A. Vlasov, V.N. Astratov, A.V. Baryshev. Manifestation of intrinsic defects in
optical properties of self-organized opal photonic crystals // Phys. Rev. 2000. 61,
5784.
100. Знаменский Н.В., Малюкин Ю. В. Спектры и динамика оптических
переходов редкоземельных ионов в кристаллах // М.: ФИЗМАТЛИТ. 2008.
192 с.
101. Wybourne B. G. Spectroscopic Properties of Rare Earths // NY.: Interscience,
1965. 236 p.
102. Meinrath G. Uranium(VI) speciation by spectroscopy // J. Radioanal. Nucl.
Chem. 1997. V. 224. P. 119–126.
103. Steudtne R., Arnold T., Grossman K., Geipe, G., Brendler V. Luminescence
spectrum of uranyl(V) in 2-propanol perchlorate solution // Inorg. Chem.
Communications. 2006. V. 9. № 9. P. 939-941.
104. Kandpal H. C., Joshi K. C. Typical luminescence characteristics of uranyl nitrate
hexahydrate snap-frozen melt // Chem. Phys. Letters. 1986. V.124. № 1. P. 14-16.
105. Flint C.D., Tanner P.A. Luminescence and vibrational spectra of some
polynuclear uranyl fluoride complexes // J. Chem. Soc. Faraday Transactions 2:
Molec. and Chem. Phys. 1982. V. 78. № 5. P. 839-850.
106. Matsika S., Pitzer R.M. Actinyl Ions in Cs2UO2Cl4 // J. Phys. Chem.
(A). 2001. V. 105. № 3. P. 637–645.
107. Krupa J.C., Simoni E., Sytsma J. Optical spectroscopic studies of uranyl
chloride UO2CI2 // J. of Alloys and Compounds. 1994. V. 213. № 1-2. P. 471-
474.
108. Горелик В.С., Нечипуренко С.О., Лобойко А.А. Резонансное возбуждение
фотолюминесценции в водном растворе уранилхлорида // Неорганические
материалы. 2018. т. 54. №7. С. 733-738.
109. Горелик В.С., Нечипуренко С.О., Лобойко А.А. Резонансное возбуждение
фотолюминесценциивкристаллогидратеуранилацетата//Оптикаи
спектроскопия. 2018. том 124. вып. 2. С. 226-231.
110. V.S.Gorelik,Yu.P.Voinov,A.A.Loboyko.RamanScatteringand
Photoluminescence in Sodium Uranyl Acetate Polycrystals // Physics of Wave
phenomena. 2017. №4. P. 272-275.
111. V. S. Gorelik, A. V. Pudovkin, V.V. Filatov. Mesoporous photonic-crystal films
for amplification and filtering of electromagnetic radiation // Journal of Russian
Laser Research. 2016. Volume 37. Number 6. P. 604-610.
112. Горелик В.С., Лепнев Л.С., Литвинова А.О. Фотолюминесценция ионов Tb3+
в мезопористых стеклах, гексагидратах нитрата и хлорида тербия и в
координационных соединениях // Неорганические материалы. 2016. т. 52. №8.
С. 891-898.
113. Прасицкий Г.В. Особенности формирования теплофизических свойств и
структуры псевдосплавов на основе пористых тугоплавких каркасов,
инфильтрованных медью // МГТУ НИУ. 2019. 145 с.
114. РомановД.А.Особенностиформированияреальнойструктуры
эпитаксиальных CVD-пленок алмаза с природным и модифицированным
изотопным составом // МГТУ НИУ. 2021. 100 с.
115. Комаров К.А. Регулируемое взаимодействие коллоидных частиц во
внешних полях // МГТУ НИУ. 2021. 183 с.
116. Ерискин А.А. Воздействие высокотемпературной импульсной плазмы на
физикомеханические свойства композиционных структур // НИУ ВШЭ. 2017.
203 с.
Помогаем с подготовкой сопроводительных документов
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
4.6 (30 отзывов)
4.8 (30 отзывов)
4.8 (37 отзывов)
4.2 (25 отзывов)
4.8 (1033 отзыва)
4.9 (37 отзывов)
4.9 (66 отзывов)
5 (44 отзыва)
4.6 (71 отзыв)
