In this study, it is presented the solution–combustion method as an alternative synthesis route of undoped and doped kotoite type of metal borates; A3-xBx(BO3)2 (A= Mg, Co and Ni; B= Mn, Fe, Pb, Ce, Pr, Sm, Eu, Dy, Tb and Tm; x = 0.000, 0.005, 0.010, 0.020, 0.050 and 0.100), for the first time. X-ray diffraction, infrared spectroscopy, scanning electron microscopy and luminescence spectroscopy techniques were used to evaluate the crystal structure, the bond vibrations, the morphology and the luminescence properties of the products, respectively. The results showed that heating the samples for 1 hour at 900 ºC after the combustion reaction completed was found enough to obtain highly crystalline and pure phases for the products.The effect of doping metals on unit cell parameters was analyzed using Jana2006 structural analysis program with X-ray data of the optimum concentration of the synthesized materials. Furthermore, the effect of doping metals on the density, surface area and crystallite size of the materials were determined using Debye-Scherrer equation and the crystallite size of doped compounds obtained were calculated between 29.63 and 33.60 nm for Mg3(BO3)2; between 37.16 and 38.93 nm for Co3(BO3)2 and between 34.81 and 36.41 nm for Ni3(BO3)2. The optimization of the synthesis conditions of materials was performed by Thermogravimetric/Differential Thermal Analysis (TG/DTA) method by using the precursor gel obtained from the initial compounds.When the luminescence properties of the synthesized borates were examined it was found that doped Mg3(BO3)2 showed the luminescence properties, whereas doped Co3(BO3)2 and Ni3(BO3)2 compounds have not luminescence activity. Moreover, it was determined that Mg3(BO3)2 was found as good host to produce luminescent active materials and it has been identified that Eu and Tb doped magnesium borates showed the strongest luminescence properties. It was also examined that the effect of the concentration of doped metals on the luminescence properties of the corresponding material. The optimum concentration showed highest luminescence activity was determined as 1% for Mn, Pr, Eu, Dy and Tb; 0.5% for Fe, Pb, Ce, Sm and Tm doped magnesium borate.

Bu çalışmada, katkısız ve katkılı metal borat malzemeleri; A3-xBx(BO3)2 (A= Mg, Co and Ni; B= Mn, Fe, Pb, Ce, Pr, Sm, Eu, Dy, Tb, ve Tm; x = 0.000, 0.005, 0.010, 0.020, 0.050 ve 0.100), için, çözeltide yanma metodu, alternatif sentez yöntemi olarak, ilk kez, sunulmuştur. Sentezlenen malzemelerin kristal yapıları, bağ titreşimleri, morfolojileri ve lüminesans özellikleri, sırasıyla, X-ışınları toz kırınımı, infrared (FT-IR) spektroskopisi, taramalı elektron mikroskobu ve fotolüminesans spektroskopik teknikleri kullanılarak belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, yanma reaksiyonu gerçekleştikten sonar, kristalliği yüksek saf malzemeler elde etmek için ürünlerin, 900 ºC de 1 saat ısıtılmasının yeterli olduğu bulunmuştur.Katkıların birim hücre parametreleri üzerindeki etkileri, sentezlenen malzemelerin optimum konsantrasyonlarının X-ray desenleri kullanılarak Jana2006 yapısal analiz programı ile analiz edilmiştir. Ayrıca katkılanan metalin, malzemelerin yoğunluğu, yüzey alanı ve kristal boyutları üzerindeki etkisi, Debye-Scherrer denklemi kullanılarak belirlenmiş ve elde edilen katkılı bileşiklerin tanecik boyutlarının, Mg3(BO3)2 için 29.63 ile 33.60 nm arasında, Co3(BO3)2 için 37.16 ile 38.93 nm arasında Ni3(BO3)2 için ise 34.81 ile 36.41 nm arasında olduğu hesaplanmıştır. Malzemelerin sentez koşullarının optimizasyonu başlangıç jelleri kullanılarak termogravimetrik - diferansiyel ısısal analiz (TG/DTA) yöntemi ile yapılmıştır.Sentezlenen katkılı borat malzemelerin ışıma özellikleri incelendiğinde, katkılı Mg3(BO3)2 bileşikleri lüminesans özellik gösterirken, katkılı Ni3(BO3)2 ve Co3(BO3)2 bileşiklerinin lüminesans aktifliklerinin bulunmadığı görülmüştür. Dahası Mg3(BO3)2 bileşiğinin lüminesans aktif malzemeler üretmek için iyi bir konak malzeme olduğu belirlenmiş ve en güçlü lüminesans özellik gösteren malzemelerin Eu ve Tb katkılı malzemeler olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca katkılanan metallerin konsantrasyonunun malzemelerin lüminesans özellikleri üstündeki etkisi incelenmiş ve her bir katkılı malzeme için en yüksek ışıma veren optimum konsantrasyon değerinin Mn, Pr, Eu, Dy ve Tb katkılı magnezyum boratlar için %1, Fe, Pb, Ce, Sm ve Tm katkılı magnezyum boratlar için ise %0.5 olduğu bulunmuştur.