Закономерности безызлучательных переходов в ионах редкоземельных элементов с позиций индуктивно-резонансной теории

• Автор: Тимофеев, Николай Тимофеевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 160 c. : ил

ГЛАВА I.
ГЛАВА 2.
ГЛАВА 3. ГЛАВА 4.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
БЕЗЫЗЛУЧАТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ ПЕРЕХОДОВ В ИОНАХ
РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
1.1. Физическая природа безызлучательных переходов
1.2; Экспериментальные закономерности
1.3. Современное состояние теории
1.4. Индуктивно-резонансная теория безызлучательных переходов и ее экспериментальное подтверждение
МЕТОДИКА И ОБЪЕКТ/ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Объекты исследований
2.2. Определение спектрально-кинетических характеристик ионов редкоземельных элементов

2.3. Измерения колебательных Спектров поглощения растворителей и твердотельных матриц.
2.4. Расчет вероятностей излучательных переходов
2.5. Оценка погрешности расчета вероятностей безызлучательных переходов
МНОГОФОНОННЫЕ ВЙБРОННЫЕ СПЕКТРЫ ИОНОВ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЭЛЕКТРОННОКОЛЕБАТЕЛЬНОГО ПЕРЕНОСА ЭНЕРГИИ В ИОНАХ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
4.1. Нарушение каскадности безызлучательных электронных переходов

4.2. Однофононные безызлучательше переходы
4.3. Мультипольность электронно-колебательного взаимодействия
ГЛАВА 5. БЕЗЫЗЛУЧАТЕЛЬШЕ ПЕРЕХОДЫ МЕЖДУ ВОЗБУЖДЕННЫМИ
ЭЛЕКТРОННЫМИ СОСТОЯНИЯМИ ИОНОВ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ
ЭЛЕМЕНТОВ В СТЕКЛАХ И КРИСТАЛЛАХ
5.1. Безызлучательные переходы в активированных стеклах
5.2. Особенности использования индуктивно-резонансной модели в кристаллических средах и границы ее применимости
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Развитие науки и техники последних лет характеризуется возрастающим интересом к исследованию спектрально-люминесцентных свойств ионов редкоземельных элементов (РЗЭ) в конденсированных средах. Среди этих исследований одно из ведущих мест занимает проблема внутрицентровых безызлучательных переходов в ионах РЗЭ, в результате которых электронная энергия возбуждения иона трансформируется частично или полностью в колебательную энергию среды;
Большой интерес к исследованию закономерностей безызлучательных переходов в ионах РЗЭ определяется необходимостью целенаправленного поиска и разработки новых активных сред и преобразователей излучения, применяемых в квантовой электронике, а также перспективных катодо- и радиолюминесцентных материалов.
Изучению закономерностей безызлучательных переходов посвящено большое количество экспериментальных и теоретических работ, ссылки на которые можно найти в монографиях Д-3/. Б результате этих исследований предложен ряд моделей, позволяющих в целом правильно трактовать некоторые наблюдаемые закономерности безызлучательных переходов. Однако теоретические расчеты вероятностей безызлучательных переходов, основанные на упрощающих моделях и приближенных методах квантовой механики /4, 5/, используют данные о волновых функциях ионов РЗЭ, о структуре и динамических свойствах матрицы и требуют большого количества трудоемких вычислений, что безусловно снижает ценность таких расчетов с точки зрения их практического использования.
В работах Ермолаева и Свешниковой /2/ был предложен полу-эмпирический подход, в котором безызлучательные переходы рас-

рам последних в области основного тона колебаний. Критерием обезвоженности образцов для низкой концентрации ионов РЗЭ являлась близкая к экспоненциальной кинетика затухания люминесценции ионов РЗЭ в пределах порядка изменения интенсивности /3/.
Исследуемые концентрации ионов РЗЭ варьировались от 0,1 мол.% до 25 мол.%. Использование низких концентраций определялось необходимостью исключить влияние концентрационных процессов тушения люминесценции. Согласно /17/, в области концентраций <0,2 мол.% нет необходимости рассматривать влияние межионных взаимодействий на время жизни люминесцентных состояний, Известные из литературы /3/ многочисленные экспериментальные данные, а также теоретические оценки констант скоростей ион-ионного переноса энергии в диапазоне используемых концентраций были существенно ниже (более чем на порядок) величин вероятности безызлучательных переходов, исследуемых в работе. Экспериментальным критерием отсутствия конкурирующего влияния межионных взаимодействий на процессы безызлучательных переходов так же, как и в случае тушения люминесценции гидроксильными группами, являлось близкое к экспоненциальному (в пределах порядка изменения интенсивности) затухание люминесценции с исследуемого уровня. Этот критерий основывается на широко известном и хорошо изученном явлении /3/ неэкспоненциальной кинетики затухания люминесценции в результате ион-ионного переноса энергии при статистически неоднородном распределении центров по объему.
Образцы с высоким содержанием ионов РЗЭ использовались нами при исследовании вибронных спектров ионов.
Толщина образцов варьировалась от 0,03 до 10 см.
В работе исследовались также кристаллы ортоаллюмината иттрия,