Tantalato de lutecio

En condiciones estándar, LuTaO₄ tiene una estructura cristalina de tipo fergusonita monoclínica (etiquetada como M'; símbolo de Pearson mP12, grupo espacial = P2/a, nº13). Esto se puede cambiar a una estructura I2/a (M) por recocido a 1600 °C. Ambas estructuras son estables en condiciones estándar.^[4] En la estructura M', el átomo de lutecio está 8 veces coordinado con el oxígeno y forma un antiprisma distorsionado con una simetría de sitio C₂ . La estructura del tantalato de lutecio es idéntica a la del tantalato de itrio (YTaO ₄ ) y el tantalato de gadolinio (GdTaO ₄ ).^[5]

El tantalato de lutecio en sí es débilmente fluorescente. La emisión brillante se logra mediante la incorporación de pequeñas cantidades (alrededor del 1%) de varios dopantes de tierras raras durante el proceso de crecimiento de cristales, por ejemplo, con europio (línea roja aguda en 610 nm), samario (rojo: 610 nm), terbio (verde-amarillo: 495 y 545 nm), praseodimio (rojo: 615 nm), tulio (azul: 455   nm), disprosio (naranja: 580 nm) o niobio (azul: 400 nm, genera pico ancho). La emisión se excita mejor con electrones, rayos X o luz ultravioleta a 220 nm. La alta densidad de LuTaO₄ favorece la excitación por rayos X, que tiene una absorción relativamente más eficiente y más fuerte en LuTaO₄, en comparación con otros materiales. El LuTaO₄ también presenta termoluminiscencia - brilla en la oscuridad cuando se calienta después de la iluminación.^[1]

Para preparar una muestra de tantalato de lutecio, se mezclan polvos de lutecio y óxidos de tántalo (Lu₂O₃ y Ta₂O₅) y se recocen a una temperatura superior a 1200 °C durante varias horas. Para preparar un fosforescente, se agrega a la mezcla una pequeña fracción del material apropiado, como un óxido de otro metal de tierras raras, antes de recocer. Después de enfriar, el producto se lixivia con agua, se lava, se filtra y se seca, dando como resultado un polvo blanco que consiste en partículas de LuTaO₄ de tamaño micrométrico.^[1]