PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Electronic hot bands in Yb³⁺ doped LiNbO₃ single crystals co-doped with rare-earth ions under influence of [gamma]-quanta

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Wpływ promieniowania gamma na elektronowe pasma termiczne w monokryształach Yb³⁺:LiNbO₃ współ-domieszkowanych ziemiami rzadkimi
Języki publikacji
PL
Abstrakty
PL
Badano pasma absorpcji i emisji monokryształów Yb³⁺:LiNbO₃ oraz współdomieszkowanych monokryształów Yb³⁺/Nd³⁺, Yb³⁺/Er³⁺, Yb³⁺/Pr³⁺: LiNbO₃ przed i po naświetleniu ich kwantami gamma dawką 10⁵ - 10⁷ Gy. Porównawczo zmierzono również odpowiednie widma monokryształów LiNbO₃ domieszkowanych jonami Er³⁺, Nd³⁺ oraz Pr³⁺. Badania przeprowadzano w funkcji temperatury w obszarze 190 nm-3100 nm od 16 K do 292 K. Obserwowano, że jony ziem rzadkich podstawiają się w położeniu Li⁺ w kryształach współ-domieszkowanych Er³⁺ oraz Yb³⁺, natomiast w położenia Nb⁵⁺ w kryształach domieszkowanych Pr³⁺ oraz Nd³⁺. Położenia Nb⁵⁺ dają wkład do widma absorpcji w postaci linii obsorpcji jonów OH⁻ . Ponadto, z uwagi na duży rozrzut promieni jonowych Nd³⁺ lub Pr³⁺ oraz Li⁺ lub Nb⁵⁺, po naświetleniu kwantami gamma, obserwowano intensywne dodatkowe pasma absorpcji w obszarze UV-VIS, będące efektem przeładowania wakansów anionowych (centra F) oraz powstania polaronu Nb⁴⁺. Obserwowano występowanie elektronowych pasm termicznych pochodzących od termicznie zapełnionych poziomów elektronowych po niskoenergetycznej stronie ostrej linii przejścia elektronowego Yb³⁺ 980 nm. Zależność temperaturową dla tych pasm wyjasniono poprzez obliczenia poziomów energetycznych jonu Yb³⁺. Obserwowano wielo-fotonową relaksację z pierwszego poziomu przejścia termicznego (1004 nm) do stanu podstawowego za sprawą dwóch zlokalizowanych fotonów o energiach: 80 cm⁻¹ oraz 140 cm⁻¹. Więcej zlokalizowanych fotonów obserwowano w kryształach po ich naświetleniu kwantami gamma. Przeprowadzono analizę porównawczą widma absorpcji monokryształu Er³⁺, Yb³⁺:LiNbOO₃ metodą analizy czynnikowej, aby uzyskać potwierdzenie mieszanej natury (wibronowo-elektronowej) przejścia elektronowego 1→5.
EN
EPR, absorption and emission spectra have been studied for Yb³⁺ - doped LiNbO₃ single crystals and Yb³⁺/Nd³⁺- Yb³⁺/Er³⁺ - and Yb³⁺/Pr³⁺ - codoped LiNbO₃ crystals before and after γ-irradiation with a dose of 10⁵ - 10⁷ Gy. As a reference we also measured the absorption of pure and single LiNbO₃ crystals doped with Er³⁺, Nd³⁺, and Pr³⁺ ions. The absorption measurements were performed versus temperature in the range of 190 nm - 3100 nm from 15 K to 292 K. We observed rare-earth ions substitute for Li⁺ sites in Er³⁺ - and Yb³⁺ - co-doped crystals, while also at Nb⁵⁺ sites in the case of Pr³⁺ - and Nd³⁺ - co-doped crystals. Niobium sites give rise to absorption bands by means of absorption of OH⁻ line. Moreover, after gamma irradiation, due to a large discrepancy between ionic radii of Nd³⁺ or Pr³⁺ dopant and Li⁺ or Nb⁵⁺ sites, intense additional absorption bands in UV-VIS were observed due to the effect of oxygen vacancy recharging (F-centres) and Nb⁴⁺ polaron arising. Hot absorption bands due to the electronic transition from thermally populated levels were observed at the low energy side of the 980 nm sharp Yb³⁺ line. Temperature dependence observed for the hot bands is explained by an energy level calculatipon. It is understood by electronic transition from the thermally populated ²F⁷/². Stark levels to the excited ²F⁵/² level. The position of the Yb³⁺ ²F⁷/² ²F⁵/² first resonant line was observed to be a slightly different among the co-doped crystals. This is due to the perturbation of Yb³⁺ by co-doped rare-earth ion which is located at the neighborhood of the Yb³⁺. Comparative calculations were performed using factor analysis method for the absorption spectrum of Er³⁺, Yb³⁺ : LiNbO₃ single crystal, to confirm the mixed nature (vibrational & electronic) of 1→5 electron transition.
Rocznik
Strony
5--25
Opis fizyczny
Bibliogr. 18 poz.
Twórcy
  • Technical University of Szczecin, Institute of Physics, Al. Piastów 48, 70-310 Szczecin
autor
  • Kyoto Sangyo University, Faculty of Engineering, Kamigamo, Kita-ku, Kyoto 603-8555 Japan
autor
  • Claude Bernard / Lyon 1 University, Physical Chemistry of Luminescent Materials, UMR CNRS 5620, Bat. A. Kastler, 10 rue Ampere, 69622 Villeurbanne, France
  • Military University of Technology, Institute of Optoelectronics, 2 Kaliski Str., 00-908 Warsaw, Poland
autor
  • Institute of Electronic Materials Technology, Wólczyńska 133, 01-919 Warsaw, Poland
  • Technical University of Szczecin, Institute of Physics, Al. Piastów 48, 70-310 Szczecin
autor
  • Military University of Technology, Institute of Optoelectronics, 2 Kaliski Str., 00-908 Warsaw, Poland
autor
  • A. Mickiewicz Sec. School, Al. Piastów 48, 70-310 Szczecin
autor
  • Institute of Nuclear Chemistry and Technology, Dorodna 16, 03-195 Warsaw, Poland
Bibliografia
  • [1] G. BOULON, Opt. Materials 22 (2003) 85-87
  • [2] E. MONTOYA, J. CAPMANY, L.E. BAUSA, T. KELLNER, A. DIENING, G. HUBER, Appl. Phys. Lett. 74 (1999), 3113.
  • [3] J. K. JONES, J P. DE SANDRO, H. HEMPSTEAD, A. C. LARGE, A. C. TROPPER, J S. WILKINSON, Opt. Lett. 20(1995), 1477.
  • [4] L. SOKOLSKA, I. PRACKA, Phys. Stat. Sol. (a) 170 (1998), 159-166
  • [5] A.LORENZO,H. JOFFRESIC, B. ROUX, G. BOULON, J. GARCIA-SOLE, Appl Phys. Lett. 67 (1995) 3735-3737.
  • [6] S. M. KACZMAREK, I. PRACKA, Z. MIERCZYK, K. KOPCZYŃSKI, R. PIRAMIDOWICZ, M. MALINOWSKI, J. KISIELEWSKI, A. O MATKOVSKII, D. YU. SUGAK, Acta Phys. Pol. A vol 90 (1996), 411-418.
  • [7] S. M. KACZMAREK, T. TSUBOI, G. BOULON, A. MAJCHROWSKI, M. KWAŚNY, Biul WAT, vol. LII, No 4 (2003), 27-39.
  • [8] P. H. HAUMESSER, R. GAUME, В. VIANA, E. ANTIC-FIDANCEV, D. VIVIEN, J. Phys.: Cond. Matter. 13 (2001), 5427.
  • [9] R. GAUME, PH. HAUMESSER, В. VIANA, D VIVIEN, В. FERRAND, G. AKA, Opt. Materials 19(2002) 81
  • [10] E. CANTELAR, J A. SANZ-GARCIA, F. CUSSO, J. Crystal Growth 205 (1999), 196.
  • [11] G. FOULON, M. FERRIOL, A. BREMER, M. T. COHEN-ADAD, G. BOULON, Chem. Phys. Lett. 245 (1995), 555.
  • [12] E. MONTOYA, A. LORENZO, L.E. BAUSA, J Phys.,: Cond. Matter 11 (1999) 311-320.
  • [13] S. M. KACZMAREK, Ferroelectrics, vol. 256 (2001), 175-188
  • [14] G. BURNS, D.F. O’KANE, R. S TITLE, Phys. Rev., 167 (1968), 314.
  • [15] A. LORENZO, H. LORO, M.C. TERRILE, G. BOULON, L. E. BAUSA, J. GARCIA-SOLE, Opt. Materials, 8 (1997), 55
  • [16] J. GARCIA-SOLE, L. E. BOUSA, D. JAQUE, E. MONTOYA, H. MURRIETA, F. JAQUE, Spectroch. Acta A, (1998), 1571-1581.
  • [17] R. JABŁOŃSKI, I PRACKA, M ŚWIRKOWICZ, Proc SPIE, vol.3178 (1996), 303-306.
  • [18] L. NUNEZ, J. О. ТОСНО, J. A. SANZ-CARCIA, E. RODRIGUEZ,F. CUSSO, A. C. LARGE, J Lumin. 55(1993), 253.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-article-BWA2-0008-0122
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.