Поляризация люминесценции и уширение спектральных линий иона европия в изотропных растворах

• Автор: Митькина, Нина Николаевна
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Минск
• Количество страниц: 162 c. : ил

ГЛАВА I. ПОЛЯРИЗАЦИЯ ЛЮМИНЕСЦЕЩШ И УШИРЕНИЕ СПЕКТРАЛЬНЫХ ЛИНИЙ РЩЮЗЕМЕЛЬНЫХ ПОНОВ

§ 1.1. Анизотропия поглощения и люминесценции редкоземельных ионов в конденсированных средах

§ 1.2. Мультипольность излучения

§ 1.3. Уширение спектральных линий РЗЫ

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕР1ШНТА

§ 2.1. Объекты исследования и их синтез

§ 2.2. Методика спектральных измерений и обработки

экспериментальных результатов

ГЛАВА 3. СПЕКТРАЛЬНО-ЛЮЖ1ЕСЦЕНТ1ГЫЕ СВОЙСТВА

РАСТВОРОВ БЕН30ИЛАЦЕТ0НАТ0В ЕВРОПИЯ

§ 3.1. Спектры поглощения и люминесценции

§ 3.2. Длительность и относительный квантовый
выход люминесценции
ГЛАВА 4. ПОЛЯРИЗАЦИЯ ЖуЖНЕСЦШЩИЙ ИОНА Е|Л3+
В ИЗОТРОПНЫХ РАСТВОРАХ
§ 4.1. Спектральные зависимости степени поляризации
люминесценции комплексов Ей (БА а и
нитрата европия
§ 4.2. Мультипольность излучения иона Еи3 +
в растворах комплексных соединений
§ 4.3. Предельная поляризация люминесценции редкоземельных ионов в изотропных растворах

§ 4.4. Схема энергетических уровней иона £и3+ в растворах бензоилацетонатов европия и их классификация
по типам симметрии
ГЛАВА 5. УШИРЕНИЕ СПЕКТРАЛЬНЫХ ЛИНИЙ ИОНА EU3* В
РАСТВОРАХ БЕНЗОИЛАЦЕТОНАТОВ ЕВРОПИЯ
§ 5.1. Температурная зависимость спектров
лгаминесценции комплексов Еи(БА^'Л
§ 5.2. Определение однородной ширины линии методом
селективного лазерного возбуждения
§ 5.3. Зависимость степени поляризации по контуру неоднородно уширенных линий люминесценции
иона Ей3*
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

3 В Е Д 2 Н И Е
Соединения редкоземельных элементов ( РЗЭ ) являются удобными модельными системами для исследования фотофизических процессов в конденсированных средах. Редкоземельные ионы ( РЗИ ), введенные в качестве активатора в кристаллические, стеклообразные и жидкие матрицы, являются чувствительными спектроскопическими зондами их внутреннего строения. Системы, содержащие ионы РЗЭ, находят непосредственное использование в ряде технических приложений: материалы квантовой электроники, люминофоры и др. Интерес к исследованию соединений РЗЭ, широкое применение этих соединений б науке и технике во многом определяется своеобразием их спектрально-люминесцентных свойств.
Оптические спектры РЗИ обусловлены переходами между уровнями энергии экранированной 4^ -оболочки /I/. Несмотря на большую информативность спектров РЗИ лишь поляризационные измерения позволяют получить однозначный ответ на ряд вопросов спектроскопии и фотофизики соединений РЗЭ. К этим вопросам относятся симметрия ближайшего окружения и классификация энергетических состояний иона, мультипольность излучения. Поляризованная люминесценция является чувствительным методом исследования структуры спектров РЗИ, когда эта структура скрыта неоднородным уширенк-ем. Поляризация линий, соответствующих вибронным переходам, позволяет получить информацию о симметрии электронно-колебательных состояний. Многочисленные работы, посвященные теоретическому и экспериментальному исследованию поляризованной люминесценции атомов, молекул и кристаллов, обобщены и систематизированы в

Комплексы Еи(бА)^_Г1 , исследованные в данной работе, были приготовлены вторым способом. Нитрат европия Е и[Щ)Ъ'6Нг0 был приготовлен путем растворения Еи.203 в азотной кислоте, последующего выпаривания и перекристаллизации в воде. Очистка бензоилацетона производилась с помощью сублимации.
Растворителями могут служить любые насыщенные спирты и
диметилформамид /66, 67/. Для получения прозрачной стеклообразной матрицы при Т = 77 К, необходимой для поляризационных измерений, в настоящей работе в качестве растворителя использовалась смесь абсолютного метанола с абсолютным этанолом в соотношении 1:3.
Наиболее эффективными методами контроля состава исследуемых растворов являются люминесцентный и абсорбционный анализ. Удалось выделить четыре типа спектров люминесценции при определенных раствора. Спектры люминесценции растворов с промежуточными значениями рЧ представляют собой наложение двух или более типов спектров. Резкое изменение спектра люминесценции иона Ей3'* по сравнению со спектром раствора соли европия,
обусловленное изменением внутренней координационной сферы иона, а также наличие четырех типов спектров позволяет сопоставить их со спектрами комплексов состава
Еы.(БА)а ( п =14.4).
Дополнительным аргументом в пользу образования устойчивых комплексов является наличие люминесценции иона при возбуждении в полосе поглощения бензоилацетона. Это не может быть объяснено межмолекулярным переносом энергии от бензоилацетона к иону Ей3* , т.к. не наблюдается зависимости интенсивности люминесценции иона от концентрации бензоилацетона при постоянном раствора (рис.7) /69/.