Etudes structurales et propriétés de luminescence de nouveaux composés des systèmes Li2O-B2O3-Ln2O3 (Ln = terres rares)

Abstract

L'intérêt porté aux borates s'est accru ces dernières années : l'orthoborate (Y,Gd)B03: Eu3+ est utilisé comme luminophore rouge dans les nouveaux dispositifs de visualisation à panneaux plasma ; le borate Li6(Y,Gd)(B03)3: Ce3+ est particulièrement approprié pour la détection des neutrons. Outre les borates Li6Ln(B03)3 (Ln = terre rare) et Li3Ln2(B03)3 antérieurement connus, l'étude des diagrammes ternaires Li20-B203-Ln2O3 a mis en évidence l'existence de quatre autres compositions : les borates Li3Ln(B03)2 et les oxyborates LiLn605(BO3)3, LiLn202BO3 et Li2Ln504(BO3)3. Chacune des structures a été résolue sur monocristal par diffraction des rayons X. Une caractéristique des oxyborates est l'existence d'un assemblage de tétraèdres OLn4, tridimensionnel dans les borates LiLn605(BO3)3 , bidimensionnel dans les phases Li2Ln504(BO3)3 et LiLn202BO3 , les groupes (B03)3- et les ions Li+ se disposent dans des cavités ou entre les couches de ces sous-réseaux. Une étude de la luminescence des ions Eu3+, TM3+ et Ce3+ a été effectuée afin notamment d'évaluer les performances de ces nouveaux matériaux en tant que luminophores ou scintillateurs. Pour la première fois dans des composés du bore, une luminescence de transfert de charge du lanthane et du cérium tétravalent a par ailleurs été observée.