Возбуждение и релаксация высокоэнергетических состояний редкоземельных ионов в кристаллах фторида стронция

• Автор: Ивановских, Константин Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 179 с. : ил.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АЛЭ - автолокализованный экситон БФЛ - бесфононная линия ВУФ - вакуумный ультрафиолет

ДКФП - длинноволновый край фундаментального поглощения

ПДП - плазменная дисплейная панель

ПЭ - плотностной эффект

РЗЭ - редкоземельный элемент

СВЧ - сверхвысокочастотный

СИ - синхротронное излучение

УФ - ультрафиолет

ФЩЗМ - фторид щелочно-земельного металла

ФВ - фотовозбуждение (обычно в контексте «спектр ФВ»)

ЭДП - электронно-дырочная пара
FWHM - full width at half maximum - полная ширина на уровне полувысоты (импульса или полосы спектра)
GS - ground state - основное состояние HS - high spin - высокоспиновый LS - low spin - низкоспиновый
PET - positron emission tomography - позитронная эмиссионная томография SPECT - single photon emission computed tomography - однофотонная эмиссионная компьютерная томография
1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ПРОБЛЕМ ЛЮМИНЕСЦЕНТНОЙ СПЕКТРОСКОПИИ ШИРОКОЗОННЫХ КРИСТАЛЛОВ,
АКТИВИРОВАННЫХ ИОНАМИ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
1Л Физико-химические свойства кристаллов БгБг. Пространственная ® структура примесных центров. Собственные электронные
возбуждения
1.2 Общие вопросы спектроскопии ионов редкоземельных элементов
1.3 Физика взаимодействия примесного иона с кристаллической решеткой
1.4 Правила формирования энергетических уровней 4/"-конфигурации свободного РЗЭ иона. Основное состояние ионов. Эффект Штарка
1.4.1 Внутриконфигурационные 4/" 4/" переходы. Правила отбора
для 4/ <-*■ 4/ переходов
* 1.4.2 Высокоэнергетические внутриконфигурационные 4/п *-* 4/"
переходы
1.5 Правила формирования энергетических уровней смешанной 4/”5<7-конфигурации иона РЗЭ в схеме сильного кубического поля
1.5.1 Простейшая й?1-конфигурация в кубическом поле. Смешанные 4/"5<7-конфигурации
# 1.5.2 Спектроскопия 4/"'15й конфигурации. Межконфигурационные
4/"-е->4/"'15й? переходы. Роль смешения конфигураций
^ 1.6 Переходы с электронным переносом заряда лиганд -* металл
1.7 Нефундаментальное поглощение номинально чистых синтетических кристаллов типа флюорита в области вакуумного ультрафиолета
1.8 Активные среды ВУФ-диапазона на основе соединений с РЗЭ

1.9 Обзор данных по спектроскопии кристаллов Бт!^, активированных ионами РЗЭ. Цели и задачи исследовательской инициативы
2. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1 Объекты исследования
2.2 Техника эксперимента
® 2.2.1 Автоматизированная система научных исследований
радиационно-оптических свойств твёрдых тел (АСНИ-РОСТТ)
1« 2.2.2 Станция люминесцентной спектроскопии с временным
разрешением канала синхротронного излучения накопителя ВЭ1111-3
2.2.3 Станция время-разрешенной люминесцентной ВУФ спектроскопии БиРЕЯШМ!
2.3 Обработка и представление экспериментальных данных
3. ВРЕМЯ-РАЗРЕШЕННАЯ ЛЮМИНЕСЦЕНТНАЯ ВАКУУМНАЯ ф УЛЬТРАФИОЛЕТОВАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ
ИОНОВ В КРИСТАЛЛАХ ФТОРИДА СТРОНЦИЯ
3.1 ВУФ-люминесценция ионов Ш3+ и процессы ее возбуждения в
51 кристалле БгЕг- Принципы идентификации 4/"-> 4/"‘15с/ переходов в
спектрах фотовозбуждения
3.2 ВУФ-спектроскопия 4/45<7-конфигурации ионов Бт3+ в кристалле
БгЕг
3.3 Переходы с переносом заряда и межконфигурационные 4/6-* 4/55<7
3-ь
переходы в кристаллах 8гР2, активированных ионами Ей
® 3.4 ВУФ-спектроскопия 4/75сйсонфигурации ионов ТЬ3+ в кристалле
8гР2. Спин-запрещенные и спин-разрешенные 4/"-» 4/”'15<7 переходы
Ц» 3+
3.5 ВУФ-спектроскопия ионов Эу в кристалле 8гР2
3.6 Внутриконфигурационные и межконфигурационные излучательные переходы в ионах Ег3+ в кристаллах 8гР2 при селективном ВУФ возбуждении
3.6.1 ВУФ-люминесценция 8гР2:Ег3+ и процессы ее возбуждения

разрешенных 4/"-» 4/”"15с/ переходов для ионов ТЯ3+ в свободном состоянии и в кристалле СаР2.
Число 4/электронов
Рис. 1.15. Энергия электрических дипольных разрешенных 4/"-» Afl~x5d переходов для ионов TR3+ в свободном состоянии (м) и в кристаллическом полеCaF2(А)[105]
1.6 Переходы с электронным переносом заряда лиганд -» металл
Для более полного изучения люминесцентных свойств кристаллов, активированных редкоземельными ионами, необходимо понимание не только внутрицентровых процессов, но и зарядовых обменных процессов между примесным ионом и матрицей, поскольку они могут оказывать сильное влияние на фотофизические свойства активированных кристаллов, и приводить как к гашению люминесценции, так и к появлению новых ее разновидностей. До недавнего времени, процессы, связанные с переносом заряда, наиболее подробно изучались лишь на примере полупроводников, однако в последнее время, они приобретают всё большую актуальность в рамках развития новых исследовательских направлений в спектроскопии редкоземельных ионов в диэлектрических кристаллах [108].