Lutetiumtantalat
Lutetiumtantalat är en kemisk förening av lutetium , tantal och syre med formeln LuTaO4 . Med en densitet på 9,81 g/cm 3 är detta salt det tätaste kända vita stabila materialet. (Även om toriumdioxiden ThO 2 också är vit och har en högre densitet på 10 g/cm 3 , är den radioaktivt instabil ; även om den inte är tillräckligt radioaktiv för att göra den instabil som material, är även dess låga sönderfallshastighet fortfarande för mycket för vissa användningsområden såsom fosfor för att detektera joniserande strålning.) Den vita färgen och höga densiteten hos LuTaO 4 gör den idealisk för fosfortillämpningar , även om den höga kostnaden för lutetium är ett hinder.
Egenskaper
Under standardförhållanden har LuTaO4 en monoklinisk (märkt som M'; Pearson-symbol mP12, Space group = P2/a, No 13) fergusonit - typ kristallstruktur. Detta kan ändras till en I2/a (M) struktur genom glödgning vid 1 600 °C. Båda strukturerna är stabila under standardförhållanden. I M'-strukturen är lutetiumatomen 8-faldigt koordinerad med syre och bildar ett förvrängt antiprisma C2 -ställesymmetri med en . Strukturen för lutetiumtantalat är identisk med den för yttriumtantalat (YTaO 4 ) och gadoliniumtantalat (GdTaO 4 ).
Lutetiumtantalat i sig är svagt fluorescerande . Ljusa emissioner uppnås genom att införliva små mängder (cirka 1 %) av olika sällsynta jordartsmetaller under kristalltillväxtprocessen, till exempel med europium (skarp röd linje vid 610 nm), samarium (röd: 610 nm), terbium (grönt) -gul: 495 och 545 nm linjer), praseodym (röd: 615 nm), thulium (blå: 455 nm), dysprosium (orange: 580 nm) eller niob (blå: 400 nm, bred topp). Emissionen exciteras bäst av elektroner , röntgenstrålar eller ultraviolett ljus vid 220 nm. Den höga densiteten av LuTaO 4 gynnar röntgenexcitation, som har relativt effektivare, starkare absorption i LuTaO 4 jämfört med andra material. LuTaO 4 uppvisar också termoluminescens - den lyser i mörker när den värms upp efter belysning.
Förberedelse
blandas pulver av lutetium och tantaloxider (Lu 2 O 3 och Ta 2 O 5 ) och härdas vid en temperatur över 1 200 °C i flera timmar. För att framställa en fosfor tillsätts en liten del av lämpligt material, såsom en oxid av en annan sällsynt jordartsmetall, till blandningen före glödgning. Efter kylning lakas produkten med vatten, tvättas, filtreras och torkas, vilket resulterar i ett vitt pulver bestående av mikrometerstora partiklar av LuTaO 4 .