Fabrication of undoped and (Mn,Ce,Eu,Tb) doped nickel borate nanosized ceramic powders

Bu çalışmada katkısız ve katkılı nanoboyutlu nikel ortoborat seramik tozları, yüksek sıcaklık katı hal sentez yöntemiyle üretilmiştir. Nikel ortoboratlar, farklı katkı konsantrasyonlarında iki bileşimde hazırlanmıştır: mangan (II) katkılı, Ni3(BO3)2: Mn2+ ve 0.01 mol mangan (II) ile nadir toprak metalinin birleşimi, Ni3 (BO3)2: 0.01Mn2+RE3+ (RE = Ce, Eu ve Tb). Sentezlenen tüm malzemelerin yapısal, kimyasal, optik ve termal özelliklerini belirlemek için X-Işını Difraksiyonu (XRD), Kızılötesi Spektroskopi (FTIR), Difüz Reflektans Spektroskopisi (DRS) ve Termogravimetrik/Diferansiyel Termal Analiz (TG/DTA) teknikleri ile karakterizasyonu yapılmıştır. XRD veri analizi, yüksek kristalli Ni3(BO3)3: Mn2+ bileşiğinin optimal mangan konsantrasyonunun 0.01 mol olduğunu ve katkı sonucunda kristal yapısında herhangi bir değişiklik olmadığını göstermektedir. Ayrıca, FTIR teknikleri, ortoboratlara ait tüm karakteristik bantların 2000–500 cm-1 arasında gözlemlendiğini ortaya koymuştur. Ni3(BO3)2: 0.01Mn2++ RE3+ boratların DRS çalışmaları, yaklaşık 350-550 nm ve 650-850 nm aralığında iki baskın yansıma bandı ortaya koymuştur. Europyum, 0.010 mol optimum konsantrasyon ile en uygun ko-aktivator olarak bulunmuştur. Ayrıca, yansıma bantları, serium, europyum ve terbiyum katkıları nedeniyle görünür bölgeden NIR-UV'ye doğru daha kısa dalga boylarına kaymıştır. Ayrıca, tek faz Ni3(BO3)2 bileşiğinin yasak enerji değeri Eg = 3.148 eV'dir. Ni3 (BO3)2: Mn2+ bileşenleri için değerlerin 3.330-3.170 eV aralığında bulunduğu tespit edilmiştir.. Ni3(BO3)2: 0.010Mn2+ ile nadir toprak metallerle katkılanmış bileşiklerde, değerler serium katkılı için 3.16-3.14 eV, europyum katkılı için 3.32-3.36 eV ve terbyum katkılı için 3.32-3.34 eV arasında değişmiştir. TG/DTA analizi, tüm örnekler için yaklaşık 1380ºC'de bir endotermik zirve göstermiştir.