Низкотемпературная спектроскопия примесных центров Pr3+ в кристаллах оксиортосиликатов
Диссертация
Несмотря на разные аспекты прикладного использования активированных кристаллов, центральным объектом внимания является примесный ион и его ближайшее кристаллическое окружение. Электронная структура примесного иона и его взаимодействие с кристаллическим окружением полностью определяет основные оптические и люминесцентные свойства примесного кристалла. Важнейшей характеристикой является… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Литературный обзор
- 1. 1. Сравнительная характеристика методов оптической и нелинейной лазерной спектроскопии примесных центров
- 1. 2. Основные представления спектроскопии примесных ионов в широкозонных диэлектрических кристаллах
- 1. 3. Кристаллические среды для оптической памяти и фурье процессоров (основные требования и характеристики)
- 1. 4. Современное состояние в области спектроскопии редкоземельных ионов в кристаллах оксиортосиликатов
- Глава 2. Техника эксперимента
- 2. 1. Приборы и техника спектроскопии оптического поглощения
- 2. 2. Техника лазерной селективной спектроскопии и спектроскопии с разрешением во времени
- 2. 3. Лазерный комплекс для наблюдения фотонного эха
- 2. 4. Низкотемпературная техника эксперимента
- 2. 5. Образцы для исследования
- Глава 3. Спектроскопия оптического поглощения примесных ионов
- Рг3+ в кристаллах Y2Si05, Lu2Si05, Gd2S
- 3. 1. Система термов и оптические переходы внутри f-оболочки ионаРг3+
- 3. 2. Спектры оптического поглощения кристаллов Y2Si05: Pr3+,
- Lu2Si05:Pr3+, Gd2Si05: Pr3+
- 3. 3. Температурная и концентрационная зависимость спектров поглощения кристаллов Y2Si05: Pr3+, Lu2Si05: Pr3+, Gd2Si05: Pr3+
- 3. 4. Селективная спектроскопия примесных центров в кристаллах Y2Si05: Pr3+, Lu2Si05: Pr3+, Gd2Si05: Pr3+
- 3. 5. Симметрийный анализ спектров поглощения оптических центров Рг3+ в кристаллах оксиортосиликатов
- Глава 4. Лазерная селективная спектроскопия с временным разре
- 2. I e в шением примесных ионов Рг в кристаллах Y2S1O5, LU2S1O5, Gd2S
- 4. 1. Затухание люминесценции кристаллов Y2Si05: Pr, Lu2Si05: Pr3+, Gd2Si05: Pr3+npH малой концентрации примесных ионов
- 4. 2. Особенности затухания люминесценции кристалла
- 2. I e в шением примесных ионов Рг в кристаллах Y2S1O5, LU2S1O5, Gd2S
- 4. 3. Взаимодействие однотипных и неэквивалентных оптических центров Рг3+ в кристалле Y2SiC>5:Pr3+
- 4. 4. Анализ экспериментальных кривых затухания люминесценции в модели переноса и захвата на ловушки энергии возбуждения примесных ионов
- 5. 1. Фотонное эхо на резонансных оптических переходах примесных ионов Рг в кристалле Y2S
- 5. 2. Температурная зависимость амплитуды двухимпульсного фотонного эха в кристалле Y2SiOs: Pr
- 5. 3. Механизмы разрушения эхо-сигнала в кристалле
- 5. 4. Фотостимулированная ап-конверсия квантовых уровней примесных ионов в кристаллах Y2Si05: Pr3+, Lu2SiC>5:Pr3+,
Список литературы
- C.W.Thiel, H. Cruguel, Y. Sun, G.J.Lapeyre, R.M.Macfarlane, R.W.Equall, and R.L.Cone, Systematics of 4f electron energies relative to host bands by resonant photoemission of rare earth doped optical materials//J.Luminescence.-2001.-v.94&95.-p.l-6.
- R.P.Rao, and D.J.Devine, RE-activated lanthanide phosphate phosphors for PDP applications// J.Luminescence.-2000.-v.87&89.-p.l260−1263.
- A.J.Wojtowicz, Rare-earth-activated wide bandgap materials for scintillators//Nuclear Instruments and Methods in Physics Research.-2002.-v.A486.-p.201−207.
- G.Blasse, The luminescence efficiency of scintillators for several applications: State-of-the-art// J.Luminescence.-1994.-v.60&61.-p.930−935.
- W.Lenth, and RM. Macfarlane, Exitation mechanisms for upconvertion laser// J.Luminescence.-1990.-v.60.-p.346−350.
- А.А.Каминский, Физика и спектроскопия кристаллов. М.: Наука, 1986. -271 с.
- Spectroscopy of Solids Containing Rare Earth ions / Ed. by A.A.Kaplyanskii and RM.Macfarlane. Amsterdam: North-Holland, 1987. — 365 p.
- М.Е.Глобус, Б. В. Гринев, Неорганические сцинтилляторы. — Харьков: АКТА, 2000. 402 с.
- E.A.Manykin, N.V.Znamensky, D.V.Marchenko, E.A.Petrenko, and M.A.Selivanov, Elaboration of rapid Mathods in an Optical Storage Device Based on the Photon Echo Effect//Optical Memory and Neural Networks.-1992.-v.l.-p.239−255.
- M.K.Kim, and RKachru, Many-bit optical data storage using stimulated achoes//Appl. Opt.-1989.-v.28.-p.2185−2189.
- Сверхчувствительная лазерная спектроскопия / под редакцией Д.Клайджера. М.: Мир, 1986. — 519 с.
- Набойкин Ю.В. Когерентная спектроскопия молекулярных кристаллов.- К.: Наукова думка, 1986. 248 с.
- Маныкин Э.А., Самарцев В. В. Оптическая эхо-спектроскопия. М.: Наука, 1984.-272 с.
- Бондарь И. А., Виноградов Н. В., Демьянец JI.H. Соединения редкоземельных элементов. Силикаты, германаты, фосфаты, арсенаты, ванадаты. JL: Наука, 1983. — 268 с.
- Chochralski growth of rare earth oxyorthosilicate single cryatals / C.L.Melcher, R.A.Manete, C.A.Peterson, and J.S.Schweizer // J. Crystal Growth.- 1993. Vol.128. — P.1001 — 1007.
- Melcher C.L. and Schweizer J.S. Cerium-doped lutethium oxyorthosilicate: a fast efficient new scintillator // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1992. — Vol.39. — P. 502 -513.
- Спектрально-люминесцентные и абсорбционные характеристики иона1. О I
- Ju J.J., Ro J.H., and Cha M. Up-conversion mechanisms in Pr -doped Bi4Ge3Oi2 crystal // J. Luminescence. 2000. -Vol.87−89. — P. 1045−1048.
- Бальхаузен К. Введение в теорию поля лигандов. М.: Мир, 1964. — 360 с.
- Берсукер И.Б. Электронное строение и свойства координационных соединений. Ленинград: Химия, 1986. — 286 с.
- Кулагин Н.А., Свиридов Д. Т. Введение в физику активированных кристаллов. — Харьков: Выща школа, 1990. 319 с.
- Стоунхем A.M. Теория дефектов в твердых телах. Т.1. М.: Мир, 1978. — 569 с.
- Демтредер В. Лазерная спектроскопия. Основные принципы и техника эксперимента. М.: Наука, 1985.- 608с.
- J.L.Skiner, В.В.Laird, and L. Root, Inhomogeneous broadening in solids: progress towards a microscopic understanding//J.Luminescence.-1990.-v.45.-p.6−8.
- Л.Аллен, Дж. Эберли, Оптический резонанс и двухуровневые атомы.-М.: Мир, 1978.-222 с.
- Дж.Макомбер, Динамика спектроскопических переходов.- М.: Мир, 1978.-287 с.
- Спектроскопия и динамика возбуждений в конденсированных молекулярных системах // под ред. В. М. Аграновича и Р. М. Хохштрассера.-М.: Наука, 1987.
- У.Х.Копвилем, В. Р. Нагибаров, Световое эхо на парамагнитных кристаллах// ФММ.-1963 .-т. 15 .-с.313−315.
- Dorembos P. Predictability of 5d level positions of the triply ionized lanthanides in halogenides and chalcogenides // J.Luminescence. 2000. -Vol.87−89. — P. 970−972.
- F.Auzel, Up-coversion processes in coupled ion systems//J.Luminescence.-1990.-v.45.-p.341−345.
- Н.Л.Погребняк, П. Н. Жмурин, Б. И. Минков, Ю. В. Малюкин, Низкотемпературная спектрскопия кристаллов Y2SiOs: Pr и Gd2Si05: Рг3+//У ФЖ,-1995 .-т.40.-с. 178−181.
- Низкотемпературная спектроскопия неэквивалентных оптическихл Iцентров Рг в кристалле Y2Si05 / Ю. В. Малюкин, Б. И. Минков, Р. С. Борисов, В. П. Семиноженко и д.р. // ФНТ. 1998. — Т. 24, № 6. — С. 571−576.→ I
- Spectral hole-burning and holography in a
- Y2Si05:Pr crystal / K. Holliday, M. Croci, E. Vauthey, and U.P.Wild // Phys.Rev. 1993. — Vol.47, P.14 741−14 752.
- А.Н.Зайдель, Г. В. Островская, Ю. И. Островский, Техника и практика спектрскопии.-М.: Наука, 1976.- с. 392.
- Дж.Лакович, Основы флуоресцентной спектроскопии.-М.: Мир, 1986.-с.496.
- D.V.O'Connor, and D. Phillipe, Time-correlated single Photon Counting.-New York: Academi Press, 1984.-p.102.
- В.Н.Задков, Ю. В. Пономарев, Компьютер в эксперименте.-М.: Наука, 1988.-c.376.45.NIM460.3велто, Физика лазеров.-М.: Мир, 1979.-c.373.
- N.Kurnit, and S.R.Hartmann, Stimulated photon echoes//Bull.Am.Phys.Soc., 1966.-v.ll.-p.112.
- Y.C.Chen, K.P.Chaig, and S.R.Hartmann, Spectroscopic and relaxation character of the H4- P0 transition in LaF3: Pr mesured by photon echoes.-Phys.Rev.B., 1980.-v.21 .-p.40−47.
- Y.C.Chen, and S.R.Hartmann, Photon echo modulation in LaF3: Pr3+.-Phys.Lett., 1976.-v.A58.-p.201−202.
- Р.Лодиз, Р. Паркер, Рост монокристаллов.-М.: Мир, 1974.-c.357.
- Yen W.M., Scott W.C., and Schawlow A.L. Photon-induced relaxation in excited optical states in trivalent praseodymium in LaF3 // Phys.Rev. 1964. -Vol.136.-P.271−283.→ I
- Wensky D.A., and Moulton W.G. Energy levels of Pr in various crystal hosts // J.Chem.Phys. 1970. — Vol.53. — P. 3957−3968.
- Hargreaves W.A. Energy levels of tetragonally site
- Pr3+ ions in calcium fluoride crystals // Phys.Rev.B. 1972.- Vol.6. — P.3417−3422.
- Caspers H.H., and Rast H.E. // Electronic and vibronic spectra of Pr3+ in LiYF4// J.Luminescence. 1975. — Vol.10. — P. 347−369.
- Взаимодействие оптических центров Рг3+ в кристалле Y2Si05 / Малюкин Ю. В., Жмурин П. Н., Лебеденко А. Н., Шолкина М. А., Гринев Б. В., Знаменский Н. В., Маныкин Э. А., Орлов Ю. В., Петренко Е. А., Юкина Т. Г. // ФНТ. 2002.- Т.28, № 1.- С. 73−78.
- Природа центров активации в кристаллах Y2Si05, Gd2Si05 и Lu2Si05 / Знаменский Н. В., Маныкин Э. А., Орлов Ю. В., Петренко Е. А., Юкина Т. Г.,
- Малюкин Ю.В., Борисов Р. С., Жмурин П. Н., Лебеденко А. Н., Гринев Б. В. // ЖЭТФ.- 2001.- Т.120, вып. 2 (8).- С. 420−429.-у .
- Spectroscopy of Ti: А1203 / A. Lupei, V. Lupei, C. Ionescu, H.G.Tang, and M.L.Chen // Optics Communication. 1986. — Vol.59. — P. 36−38.
- Byvik C.E., and Buoncristiani A.M. Analasis of Vibronic transition in titanum doped sapphire using the temperature of fluorescence spectra // IEEE Quantum Electronic. 1985. -Vol.21. — P. 1619−1624.
- Lacovara P., Esterovich L., and Kokta M. Growth, spectroscopy, and lasing of titanium-doped sapphire // IEEE J. Quantum Electronic. 1985. — Vol.21.-P.1614−1618
- Р.Хохштрассер, Молекулярные аспекты симметрии.-М.: Мир, 1980. -315 с.
- Yu.V.Malyukin, R.S.Borisov, A.N.Lebedenko, N.I. Leonyuk, and M. Roth, о I
- Feutures of luminescence decay kinetics for Pr ions in a Y2Si05 crystal.- Low Temperature Physics.-2000.- v.26.- p.363−366
- Р.Нокс, А. Голд, Симметрия в твердом теле.-М.: Наука, 1970.-c.424
- Юдис А.П., Савукинас А. Ю. Математические методы теории атома. — Вильнюс: Миншис, 1973. 479 с.
- В.Л.Ермолаев, Е. Н. Бодунов, Е.Б.свешникова, Т. А. Шахвердов, Безызлучательный перенос энергии электронного возбуждения.-Л.: Наука, 1977.-c.310.
- A.Oppenlander, C. Rambaud, H.P.Trommsdorff, and J.C.Vial, Translational Tunneling of Protons in Benzoic-acid crystals, Phys.Rev.Lett., 1989.-v.63.-p.1432−1435.
- R.Illigworth, Luminescence decay of KI (T1), KBr (Tl), and KCl (Tl)// Phys.Rev.-1964.-v.l3.-p.508−517/
- Soules T.F., and Duke C.B. Resonant energy transfer between localized electronic states in a crystal // Phy.Rev.B. -1971. Vol.3.- P. 262−273.
- Аграновач B.M., Галанин М. Д. Перенос энергии электронного возбуждения в конденсированных средах.-М.: Наука, 1978.-c.384.
- Малюкин Ю.В., Лебеденко А. Н. Люминесцентная динамика примесного центра с двухямным адиабатическим потенциалом // Письма ЖЭТФ. -1993.-Т.58. С.20−22.
- Малюкин Ю.В., Погребняк Н. Л., Семиноженко В. П. Особенности низкотемпературной спектроскопии примесных центров с многоямным адиабатическим потенциалом // ФНТ. 1995. — Т.21. — С. 1236−1240.
- Авдеенко А.А., Еременко В. В., Карачевцев В. А., Особенности миграции триплетных экситонов в квазиодномерных кристаллах.// ЖЭТФ.-1988.-т.94.-с.281−290.
- Burshtein A.I., Energy quenching kinetics beyong the rate concept, J.Luminescence.-2001 .-v.93 .-p.229−241.
- KenkreV.M., and ParrisP.E., Exiton trapping and sensitized luminescence: a generalized theory for all trap concetrations., Phys.rev.B., 1983.-v.27.-p.3221−3234.
- Danielmer H.G., and Weber H.P., Fluorescence in Neodymium Ultraphosphate, J. Quantum Electronics.-1972.-v.QE-8.-p.805−808., 81. Kallendonk F., and Blasse G., Luminescence and energy transfer in EuAl3B40i2, J.Chem.Phys., 1981.-v.75.-p.561−571.
- Flaherty J.M., and Powell R.C., Concentration quenching in NdxY^PsO^ crystals, Phys.Rev.B., 1979.-v.l9.-p.32−42.
- Chua M., Tanner P.A., and Reid M.F. Phonon-assisted energy transfer // J.Luminescence. 1994. — Vol.60−61. — P.83 8−841.
- Kirkpatrick S.M., Denis W.M., and Yen W.M. Phonon-assisted stimulated energy transfer in LaF3: Pr3+ //J.Luminescence. 1994. — Vol.60−61. — P.857−859.
- Equall R.W., Cone R.L., and Macfarlane R.M. Homogeneous broadening-j iand hyperfine structure of optical transition in Pr: Y2Si05 // Phys.Rev.B. -1995. -Vol.52. P. 3963−3969.
- Kurnit N.A., Abella I.D., and Hartmann S.R., Observation of photon echoes.-Phys.Rev.Lett., 1964.-v.6.-p.567−570.
- Abella I.D., Kurnit N.A., and Hartmann S.R., Photon echoes, Phys.Rev., 1966.-v.l41.-p.391−411.
- Kohmoto Т., Nakatsuka H., and Matsuoka M., Phonon-Induced Relaxation in7 ш
- F3:Pr Measured by Photon Echoes.-Japanese Journal of Applied Physics, 1983.-v.22.-p.571−573.
- Morsink J.B.W., Wiersma D.A., Photon Echoes in the 3P0−3H4 Transition of LaF3: Pr3+, Chem.Phys.Lett., 1979.-v.65.-p.l05−108.
- Compaan A., Concentration-dependent photon-echo decay in raby, Phys.Rev., 1972.-v.5.-p.4450−4465.
- Glasser S., and Wackerle G., High-resolution spectroscopy of YA103: Pr3+by stimulated photon-echo envelope modulation, Chem.Phys.Lett., 1984 v. 121.-p.267−271.
- Macfarlane R.M., and Meixner A.J., Electric-field-modulation photon echoes in YA103: Pr3+, Chem.Phys., 1994 v. l9.-p.987−989.
- Takeuchi N., Mesurmant of the relaxation time in LaF3: Pr3+ by photon echo, J. Luminescence, 1976,-v. 12/13 .-p.743−747.
- Chen Y.C., Chaing K.P., and Hartmann S.R., photon-echo relaxation in LaF3: Pr3+, Opt.Commun., 1979.-v.29.-p.l81−185.
- Takeuchi N., Photon-echo behavior in the presence of extreme inhomogeneous broading, IEEE J. Quant. Electronics, 1975.-v.ll.-p.230−235.
- Meijers H.C., and Wiersma D.A., Low temperature dynamics in amorphous solids: A photon echo study, J. Chem. Phys., 1994.-v.l01.-p.6927−6943.
- Jankoviak R., and Smoll G.J., spectral diffusion of molecular electronic transition in amorphous solids: weak and strong tow-level-system phonon caupling, Phys. Rev.B., 1993.-v.47.-p.l4805−14 812.
- Малюкин Ю.В., Погребняк h.ji. и др., Особенности дефазировки резонансных оптических переходов иона Рг в кристалле Y2Si05, ЖЭТФ, 1995.-Т.108.-С.485−492.
- Huber G., Bar S., Heumann E., Kuck S., and Scheife H. In: 2nd International Symposium on Laser, Scintillator and Nonlinear Optical Materials (Lyon, France, 2000, Session 3, talk 2).
- Formaliero V., Mix E., Peters V., Petermann K, and Huber G., Crystal Research and Technology, 1990.-v.31.-p.255−247.
- Lenth W., and Macfarlane R.M., Exitation mechanisms for upconvertion lasers, J. Luminescence, 1990.-v.45.-p. 346−348.