Природа центрів активації в об"ємних і нанорозмірних кристалах оксиортосилікатів (Y,Gd,Lu)2-xSiO5:(Pr3 , Ce3 )x - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ наук україни інститут монокристалів Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора фізико-математичних наукНауковий консультант: доктор фізико-математичних наук, професор Малюкін Юрій Вікторович, Інститут сцинтиляційних матеріалів НАН України, заступник директора з наукової роботи. Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, професор членкор. доктор фізико-математичних наук, професор Волошиновський Анатолій Степанович, Національний університет ім. доктор фізико-математичних наук, професор Милославський Володимир Костянтинович, Національний університет ім. Захист відбудеться “21”.листопада…2007 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.169.01 при інституті монокристалів НАН України, 61001, м.Тому проблемі деталізації оптичних властивостей домішкових центрів діелектричних кристалів на основі рідкісноземельних елементів і встановленню механізмів, що модифікують ці властивості, приділяється пильна увага дослідників впродовж багатьох десятиліть. Така увага повязана з особливостями, які відрізняють оптичні властивості домішкового центру на основі рідкісноземельного елементу від оптичних властивостей іншого типу домішкових центрів (на основі іонів перехідних елементів і т.п.). Серед різноманіття низькосиметричних кристалічних структур особливе місце займають діелектричні кристали оксиортосилікатів, як кристали з властивостями, характерними для простих оксидів ?-SIO2 і Re2O3, яким притаманні властивості ізоморфного заміщення рідкісноземельними елементами катіонних положень з мінімальним рівнем точкової симетрії. Механізми такої взаємодії, не зважаючи на спільність їх властивостей, є специфічними для кожної конкретної системи “кристалічна матриця - домішковий центр”, і особливо, для рідкісноземельних іонів, з їх різноманіттям метастабільних енергетичних станів в діелектричних кристалах. Існування в кристалі декількох оптичних центрів сприяє різноманітності механізмів міжцентрової взаємодії, які, з одного боку, можуть приводити до додаткових каналів втрати енергії електронного збудження, а з іншого - можуть сприяти створенню ефективних перетворювачів енергії світла з інфрачервоного в УФ і видимий діапазон спектру за рахунок ефекту апконверсії.Особливу увагу було приділено вибору методів реєстрації швидкозмінних процесів та їх експериментальній реалізації, оскільки неможливо встановити механізми релаксації енергії електронного збудження люмінесцюючих центрів без детального та комплексного дослідження оптичних спектрів поглинання та люмінесценції, а також часових законів і параметрів загасання люмінесценції з урахуванням того, що часи життя збуджених електронних станів тягнуться від наносекундного до мілісекундного діапазонів. Отриманий в результаті таких експериментів характер температурного спаду сигналу фотонної луни і повязаного з ним значення однорідного розширення спектральної лінії резонансного оптичного переходу 3H4(1)«3P0 іонів Pr3 у кристалі Y2SIO5Pr3 вдалося інтерпретувати тільки на підставі уявлення про багатоямність адіабатичного потенціалу домішкових іонів. Виникає питання, чи завжди гасяться стани 1D2 терму іона Pr3 , і чи можливо спостерігати люмінесценцію регулярного іона празеодиму в кристалі, якщо змінити оточення люмінесцюючих іонів і розподілити їх між собою відстанню, що перевищує мінімальну відстань між домішковими центрами в кристалі Y2SIO5:Pr3 ? Це виявилося в спостереженні люмінесценції іонів Pr3 . люмінесценція іонів Pr3 в кристалах PRAL3(BO3)4 є найбільш довгохвильовою в порівнянні з усіма відомими випадками люмінесценції іонів Pr3 в інших кристалічних матрицях. Так, при збудженні оптичного переходу 3H4-3P0 іона Pr3 в спектрах люмінесценції “великого” нанокластера можна було спостерігати лінії, властиві оптичним переходам двох центрів в обємному кристалі.

Основний зміст роботи