Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Temperature dependence of Bi4Ge3O12 photoluminescence spectra

Kaczmarek S. M., Tsuboi T., Nakai Y, Berkowski M., Huang W., Kowalski Z.

Materials Science Poland

|

2014

|

Vol. 32, No. 1

7--11

EN

Bi4Ge3O12 single crystals were obtained using Czochralski growth method. Photoluminescence spectra were analyzed versus temperature from 12 to 295 K. Besides the previously observed emission bands at 610 and 820 nm, the new emission band at 475 nm was found by a careful temperature dependence measurement in the present study. The influence of basic and defect structure on the shape and position of the spectra versus temperature was discussed.

2

Blue fluorescence of Ti3+ ions in Ti3+-doped, gamma-irradiated SrAl0.5Ta0.5O3:LaAlO3 crystals

Kaczmarek S., Berkowski M., Tsuboi T., Wabia M., Włodarski M., Olesińska W., Wrońska T.

Nukleonika

|

2003

|

Vol. 48, nr 1

35-40

EN

Titanium-doped SrAl0.5Ta0.5O3: LaAlO3 (SAT:LA) perovskite solid solution single crystals were grown by the Czochralski method for two Ti concentrations: 1 wt.% (LSAT1) and 2 wt.% (LSAT2). It was stated that incorporation of Ti into SAT:LA crystal takes place in a non-uniform way. Ti3+ ions enter the crystal mainly in its conical part and mainly inside a thin (2-3 mm) layer within the crystal boundary. At room temperature, crystals from the conical part of the boule reveal strong absorption centered at about 529 nm for the case of LSAT1 single crystal while at about 451 and 651 nm for the case of LSAT2. Low temperature measurements have shown two absorption peaks centered at about 489 and 562 nm. Moreover, the 850 nm peak is clearly observed. The intensity of the above described absorption coefficient strongly depends on the dopant concentration and reaches even 80 cm-1. The above bands seem to be connected with non emitting Ti3+ centers. After g-irradiation, additional absorption is observed peaked at about 423 nm which gives two emission bands placed near 400 and 800 nm (375 nm excitation wavelength). They seem to be Ti3+ emissions coming from Ti3+ ions, occupying two different lattice octahedral positions one of which being octahedral (Al, Ta) site. Blue fluorescence is self-evident.

3

Yb³⁺ to Yb²⁺ conversion in CaF₂ crystals under influence of annealing in hydrogen and ɣ-irradiation

Kaczmarek S. M., Tsuboi T., Ito M., Boulon G., Włodarski M., Kwaśny M., Olesińska W., Warchoł S., Podgórska D.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2003

|

Vol. 52, nr 12

27-47

EN

In the absorption spectra of both ɣ-irradiated and annealed in hydrogen CaF₂:Yb³⁺ crystals the Yb³⁺ ions with various site symmetries we observed. We think they are caused by not only the charge-compensating interstitial F⁻ ions but also substitutional O²⁻, OH⁻ and Na⁺ ions which are entered unintentionally. Beside intensity value (it is much higher for ɣ-irradiated crystal and strongly depends on the gamma dose), the UV absorption spectrum of ɣ-rayed CaF₂ :5 at Yb³⁺ crystal is quite similar to that of H₂ annealed CaF₂:5 at Yb³⁺ crystal. They reveal Yb²⁺ absorption bands observed at 360, 315, 271, 260, 227 and 214 nm, which are called A, B, C, D, F and G bands, respectively. Besides the A-G absorption bands, an additional band is observed at 234 nm in ɣ-irradiated CaF₂ : 30 at % Yb³⁺. Different structure of UV absorption and emission spectra for ɣ-irradiated crystals with respect to annealed in hydrogen crystals suggets different mechanisms of Yb²⁺ creating under ɣ-irradiation and annealing in hydrogen. The latter favors Yb²⁺ isolated centres (reduction of Yb³⁺ at Ca²⁺ lattice site), the former favors Yb²⁺ centers being neighbouring to Yb³⁺ (one of Yb³⁺ pair ions capture Compton electron). As compared to the annealed crystal ɣ-irradiation does not change the position of Yb³⁺ ion being converted to Yb²⁺ one in CaF₂ lattice. If prior ɣ-irradiation Yb³⁺ ion stayed withim a claster, after ɣ-irradiation it continue stay, but the claster is now recharged by capturing of Compton electron. In case of annealing in hydrogen the claster is probably destroyed under influence of temperature and Yb³⁺ ion being converted to Yb²⁺ one is shifted to lattice Ca²⁺ position.

PL

W widmach absorpcji zarówno naświetlonego kwantami gamma jak i wygrzanego w atmosferze wodoru kryształu CaF₂:Yb³⁺ obserwowano występowanie jonów Yb³⁺ w położeniach o różnej symetrii. Ich obecność spowodowana jest nie tylko przez obecność międzywęzłowych jonów F⁻ kompensujących nadmiarowy ładunek ale również przez obecność niekontrolowanych domieszek O²⁻, OH⁻ i Na⁻ podstawiających położenia sieciowe. Poza wartością intensywności (jest ona znacznie większa dla widm kryształu naświetlonego kwantami gamma i silnie zależy od ich dawki) widmo absorpcji kryształu CaF₂ : 5 at %Yb³⁺ naświetlonego kwantami gamma jest podobne do odpowiedniego widma kryształu wygrzanego w wodorze. Występują w nim pasma związane z absorpcją jonów Yb²⁺ z maksimami dla 360, 315, 271, 260, 227 i 214 nm zwane pasmami A, B, C, D, F oraz G, odpowiednio. Poza pamami A-G dodatkowe pasmo z maksimum dla 234 nm obserwowano dla kryształu naświetlonego kwantami gamma. Istotne różnice obserwuje się w widmach luminescencji. Widmo emisji w obszarze IR wzbudzane jest również przez pasma absorpcji z obszaru UV. W temperaturze pokojowej obserwuje się zieloną emisję charakterystyczną dla Yb²⁺ mimo, że z uwagi na efekt gaszenia luminescencji w literaturze takie obserwacje uzyskano dla temperatur poniżej 200 K. Różna struktura widm absorpcji i emisji dla kryształow naświetlonych kwantami gamma i wygrzanych w wodorze sugeruje różne mechanizmy kreowania centrów Yb²⁺. Wygrzewanie w wodorze sugeruje obecność izolowanych centrów Yb²⁺ (redukcja Yb³⁺ w położeniu sieciowym Ca²⁺) zaś naświetlanie kwantami gamma faworyzuje centra Yb²⁺ sąsiadujące z jonami Yb³⁺ (jeden z jonów pary Yb³⁺ wychwytuje elektron Comptona). W porównaniu do wygrzewania w wodorze naświetlanie kwantami gamma nie prowadzi do zmiany położenia jonu Yb³⁺, który ulega konwersji do Yb²⁺ w sieci CaF₂ . Jeśli przed naświetleniem jon Yb³⁺ pozostawał w obszarze klasteru, to po naświetlaniu dalej w nim pozostaje w postaci Yb²⁺. W przypadku wygrzewania w wodorze klaster jest niszczony, a jon Yb²⁺ lokuje się w położeniu jonu sieciowego Ca²⁺.

4

Site symmetries of rare-earth and transition metal ions in Li₂B₄O₇ glasses

Kaczmarek S., Tsuboi T., Boulon G., Majchrowski A., Kwaśny M.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2003

|

Vol. 52, nr 4

27-40

EN

Absorption and emission spectra of Eu and Dy, Yb and Ti ions in Li₂B₄O₇ glasses grown in oxygen and hydrogen gas atmospheres were measured for valency states and lattice-sites in oxygen and hydrogen gas atmospheres were measured for valency states and lattice-sites analysis. For the Li₂B₄O₇ glass doped with Eu²⁺, Eu³⁺ and Dy³⁺ ions (grown in oxidizing and reducing atmospheres), absorption and emission bands due to these ions were investigated before and after gamma irradiation. For the Yb³⁺ - doped Li₂B₄O₇ glass, a week, broad band was observed near the sharp 976,3 nm absorption band. The origin of this band is discussed in comparison with other glasses. Moreover, irradiation experiments using γ-rays were also performed in order to investigate the possibility of valency change of Yb ions. Coexistence of Yb²⁺ and Yb³⁺ ions was observed after gamma irradiation. It was found that Ti⁴⁺ ions, which are produced under oxidizing atmosphere, change to Ti³⁺ ions after gamma irradiation with a dose of 10⁵ Gy. An additional absorption band observed at about 500 nm is due to the Ti³⁺ ions accompanied by charge-compensating vacancy and does not give any emission.

PL

Zmierzono widma absorpcji i emisji jonów Eu, Dy, Yb oraz Ti w szkłach Li₂B₄O₇ otrzymanych w atmosferach tlenu i wodoru, w celu analizy symetrii położeń i stanów walencyjnych. Dla szkieł domieszkowanych Eu²⁺, Eu³⁺ i Dy³⁺ (wzrost w atmosferze utleniającej i redukującej) zmierzono widma absorpcji i emisji przed i po naświetleniu kwantami gamma. Dla szkła domieszkowanego Yb w widmie absorpcji zaobserwowano szerokie pasmo w pobliżu ostrej linii 976,3 nm. Zanalizowano pochodzenie tej linii, porównując szkło Li₂B₄O₇ z innymi szkłami. Ponadto przeprowadzono naświetlenie próbki kwantami gamma w celu zmiennej walencyjności jonów Yb³⁺. Stwierdzono, że jony Ti⁴⁺, które powstały przy wzroście w atmosferze utleniającej przechodzą w jony Ti³⁺ po naświetleniu próbek kwantami gamma dawką 10⁵ Gy. Powstałe dodatkowe pasmo absorpcji ok. 500 nm pochodzi od jonów Ti³⁺ otoczonych oktaedrycznie z kompensującym ładunek wakansem tlenowym i nie daje żadnej emisji.

5

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

Kaczmarek S. M., Tsuboi T., Boulon G., Włodarski M., Pracka I., Podgórska D., Czuba M., Kaczmarek M., Warchoł S.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2003

|

Vol. 52, nr 12

5-25

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.

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.

6

Blue fluorescence if Ti³⁺ ions in Ti³⁺ : doped SrAl₀.₅Ta₀.₅O₃:LaAlO₃ crystals

Kaczmarek S., Berkowski M., Tsuboi T., Wabia M., Włodarski M., Olesińska W., Wrońska T.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2002

|

Vol. 51, nr 12

101-115

EN

Titanium - doped SrAl₀.₅Ta₀.₅O₃:LaAlO₃ (SAT;LA) perovskite solid solution single crystals were grown by the Czochralski method for two Ti concentrations: 1 wt.% (LSAT1) ans 2 wt.% (LSAT2). It was stated that incorporation of Ti into SAT:LA crystal takes place in a non-uniform way. Ti³⁺ ions enter the crystal mainly in its conical part and mainly inside thin a (2-3 mm) layer within the crystal boundary. At room temperature, crystals from the conical part of the boule reveal strong absorption centered at about 529 nm for the case of LSAT1 single crystal while at about 451 nm and 651 nm for the case of LSAT2. Low temperature measurements have shown two absorption peaks centered at about 489 and 562 nm. Moreover, 850 nm peak is clearly observed. The intensity of the above described absorption coefficient strongly depends on the dopant concentration and reaches even 80 cm⁻¹. The above bands seem to be connected with centers not emitting Ti³⁺. After gamma-irradiation, additional absorption is observed, peaked at about 423 nm which gives two emission bands placed near 400 and 800 nm (375 nm excitation wavelength). They seem to be Ti³⁺ emissions coming from Ti³⁺ ions, occupying two different lattice octahedral positions one of which is octahedral (Al, Ta) site. Blue fluorescence is self-evident.

PL

Metodą Czochralskiego otrzymano domieszkowane tytanem perowskitowe monokryształy roztworu stałego SrAl₀.₅Ta₀.₅O₃:LaAlO₃ (SAT:LA), w skrócie LSAT. Otrzymano dwa rodzaje monokryształów. LSAT1 - 1 wt % Ti oraz LSAT2 - 2 wt % Ti. Niskotemperaturowe badania wykazały obecność dwóch pasm absorpcji dla obu kryształów z maksimum dla 850 nm. absorpcję 489 i 562 nm przyporządkowano jonom Ti³⁺ nieaktywnym optycznie z uwagi na lokalizację w oktaedrze tlenowym z wakansem tlenowym lub w międzywęźlach. Pasmo 850 nm odpowiada absorpcji wykazywanej przez pary jonów Ti³⁺-Ti⁴⁺ podobnie zlokalizowane. Próbki kryształu LSAT1 wycięte daleko od części stożkowej nie wykazywały żadnego z opisanych wyżej typów absorpcji. Po naświetlaniu tych próbek kwantami gamma zaobserwowano pojawienie się pasma dodatkowej absorpcji (ok. 1,5 cm⁻¹) z maksimum dla około 423 nm. Pobudzenie tego pasma długością fali 375 nm pozwoliło zaobserwować dwa podwójne pasma emisji: 420-440 nm i 830-60 nm. Przeprowadzone badania rentgenowskie i luminescencyjne pozwoliły wysnuć hipotezę o tym, że pierwsze z tych pasm pochodzi od jonów Ti³⁺ zlokalizowanych w prawidłowych oktaedrach, drugie zaś od jonów tytanu zlokalizowanych w oktaedrach z dystorsją. Emisja w obszarze 420-440 nm jest widoczna gołym okiem jako emisja promieniowania o niebieskiej długości fali.