Взаимодействие оптических центров Pr³⁺ в кристалле Y₂SiO₅

Взаимодействие оптических центров Pr³⁺ в кристалле Y₂SiO₅

На основании исследования оптических спектров и затухания свечения неэквивалентных оптических центров Pr³⁺ в кристалле Y₂SiO₅ показано, что ионы активатора неравномерно заселяют неэквивалентные катионные узлы кристаллической решетки. При возбуждении в области оптических переходов ³H₄→¹D₂ в интервале...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2002
Hauptverfasser: Малюкин, Ю.В., Жмурин, П.Н., Лебеденко, А.Н., Шолкина, М.А., Гринев, Б.В., Знаменский, Н.В., Маныкин, Э.А., Орлов, Ю.В., Петренко, Е.А., Юкина, Т.Г.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України 2002
Schriftenreihe:Физика низких температур
Schlagworte:
Квантовые эффекты в полупpоводниках и диэлектриках
Online Zugang:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/130249
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Взаимодействие оптических центров Pr³⁺ в кристалле Y₂SiO₅ / Ю.В. Малюкин, П.Н. Жмурин, А.Н. Лебеденко, М.А. Шолкина, Б.В. Гринев, Н.В. Знаменский, Э.А. Маныкин, Ю.В. Орлов, Е.А. Петренко, Т.Г. Юкина // Физика низких температур. — 2002. — Т. 28, № 1. — С. 73-78. — Бібліогр.: 20 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-130249
record_format dspace
spelling irk-123456789-1302492018-02-10T03:04:18Z Взаимодействие оптических центров Pr³⁺ в кристалле Y₂SiO₅ Малюкин, Ю.В. Жмурин, П.Н. Лебеденко, А.Н. Шолкина, М.А. Гринев, Б.В. Знаменский, Н.В. Маныкин, Э.А. Орлов, Ю.В. Петренко, Е.А. Юкина, Т.Г. Квантовые эффекты в полупpоводниках и диэлектриках На основании исследования оптических спектров и затухания свечения неэквивалентных оптических центров Pr³⁺ в кристалле Y₂SiO₅ показано, что ионы активатора неравномерно заселяют неэквивалентные катионные узлы кристаллической решетки. При возбуждении в области оптических переходов ³H₄→¹D₂ в интервале температур 6-80 К перенос энергии электронного возбуждения между ионами Pr³⁺, локализованными в разных катионных узлах, отсутствует. Закон затухания люминесценции оптических центров Pr³⁺ определяется концентрацией ионов активатора и имеет сложный немоноэкспоненциальный характер; тушение люминесценции ионов Pr³⁺ связано с образованием их димеров. It is shown on the basis of studies of the optical spectra and luminescence decay of nonequivalent Pr³⁺ optical centers in the Y₂SiO₅ crystal that the occupation of the nonequivalent cation sites of the crystal lattice by the activator ions is irregular. For excitation in the region of the optical transitions ³H₄→¹D₂ in the temperature interval 6–80 K there is no transfer of electronic excitation energy between Pr³⁺ ions localized in different cation sites. The luminescence decay law of the Pr³⁺ optical centers is determined by the concentration of activator ions and has a complicated non-single-exponential character; the quenching of the luminescence of the Pr³⁺ ions is due to the formation of dimers of these ions. 2002 Article Взаимодействие оптических центров Pr³⁺ в кристалле Y₂SiO₅ / Ю.В. Малюкин, П.Н. Жмурин, А.Н. Лебеденко, М.А. Шолкина, Б.В. Гринев, Н.В. Знаменский, Э.А. Маныкин, Ю.В. Орлов, Е.А. Петренко, Т.Г. Юкина // Физика низких температур. — 2002. — Т. 28, № 1. — С. 73-78. — Бібліогр.: 20 назв. — рос. 0132-6414 PACS: 78.20.-e, 42.70.Gi http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/130249 ru Физика низких температур Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
topic Квантовые эффекты в полупpоводниках и диэлектриках
Квантовые эффекты в полупpоводниках и диэлектриках
spellingShingle Квантовые эффекты в полупpоводниках и диэлектриках
Квантовые эффекты в полупpоводниках и диэлектриках
Малюкин, Ю.В.
Жмурин, П.Н.
Лебеденко, А.Н.
Шолкина, М.А.
Гринев, Б.В.
Знаменский, Н.В.
Маныкин, Э.А.
Орлов, Ю.В.
Петренко, Е.А.
Юкина, Т.Г.
Взаимодействие оптических центров Pr³⁺ в кристалле Y₂SiO₅
Физика низких температур
description На основании исследования оптических спектров и затухания свечения неэквивалентных оптических центров Pr³⁺ в кристалле Y₂SiO₅ показано, что ионы активатора неравномерно заселяют неэквивалентные катионные узлы кристаллической решетки. При возбуждении в области оптических переходов ³H₄→¹D₂ в интервале температур 6-80 К перенос энергии электронного возбуждения между ионами Pr³⁺, локализованными в разных катионных узлах, отсутствует. Закон затухания люминесценции оптических центров Pr³⁺ определяется концентрацией ионов активатора и имеет сложный немоноэкспоненциальный характер; тушение люминесценции ионов Pr³⁺ связано с образованием их димеров.
format Article
author Малюкин, Ю.В.
Жмурин, П.Н.
Лебеденко, А.Н.
Шолкина, М.А.
Гринев, Б.В.
Знаменский, Н.В.
Маныкин, Э.А.
Орлов, Ю.В.
Петренко, Е.А.
Юкина, Т.Г.
author_facet Малюкин, Ю.В.
Жмурин, П.Н.
Лебеденко, А.Н.
Шолкина, М.А.
Гринев, Б.В.
Знаменский, Н.В.
Маныкин, Э.А.
Орлов, Ю.В.
Петренко, Е.А.
Юкина, Т.Г.
author_sort Малюкин, Ю.В.
title Взаимодействие оптических центров Pr³⁺ в кристалле Y₂SiO₅
title_short Взаимодействие оптических центров Pr³⁺ в кристалле Y₂SiO₅
title_full Взаимодействие оптических центров Pr³⁺ в кристалле Y₂SiO₅
title_fullStr Взаимодействие оптических центров Pr³⁺ в кристалле Y₂SiO₅
title_full_unstemmed Взаимодействие оптических центров Pr³⁺ в кристалле Y₂SiO₅
title_sort взаимодействие оптических центров pr³⁺ в кристалле y₂sio₅
publisher Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
publishDate 2002
topic_facet Квантовые эффекты в полупpоводниках и диэлектриках
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/130249
citation_txt Взаимодействие оптических центров Pr³⁺ в кристалле Y₂SiO₅ / Ю.В. Малюкин, П.Н. Жмурин, А.Н. Лебеденко, М.А. Шолкина, Б.В. Гринев, Н.В. Знаменский, Э.А. Маныкин, Ю.В. Орлов, Е.А. Петренко, Т.Г. Юкина // Физика низких температур. — 2002. — Т. 28, № 1. — С. 73-78. — Бібліогр.: 20 назв. — рос.
series Физика низких температур
work_keys_str_mv AT malûkinûv vzaimodejstvieoptičeskihcentrovpr3vkristalley2sio5
AT žmurinpn vzaimodejstvieoptičeskihcentrovpr3vkristalley2sio5
AT lebedenkoan vzaimodejstvieoptičeskihcentrovpr3vkristalley2sio5
AT šolkinama vzaimodejstvieoptičeskihcentrovpr3vkristalley2sio5
AT grinevbv vzaimodejstvieoptičeskihcentrovpr3vkristalley2sio5
AT znamenskijnv vzaimodejstvieoptičeskihcentrovpr3vkristalley2sio5
AT manykinéa vzaimodejstvieoptičeskihcentrovpr3vkristalley2sio5
AT orlovûv vzaimodejstvieoptičeskihcentrovpr3vkristalley2sio5
AT petrenkoea vzaimodejstvieoptičeskihcentrovpr3vkristalley2sio5
AT ûkinatg vzaimodejstvieoptičeskihcentrovpr3vkristalley2sio5
first_indexed 2025-07-09T13:08:56Z
last_indexed 2025-07-09T13:08:56Z
_version_ 1837174925268353024
fulltext Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 1, c. 73–78Ìàëþêèí Þ. Â., Æìóðèí Ï. Í., Ëåáåäåíêî À. Í., Øîëêèíà Ì. À., Ãðèíåâ Á. Â., Çíàìåíñêèé Í. Â., Ìàíûêèí, Þ. Â. Îðëîâ, Å. À. Ïåòðåíêî, Ò. Ã. ÞêèíàÂçàèìîäåéñòâèå îïòè÷åñêèõ öåíòðîâ Pr3+ â êðèñòàëëå Y2SiO5 MalyukinYu. V., Zhmurin P. N., Lebedenko A. N., Sholkina M. A., Grinev B. V., Znamenskii N. V., Manykin E. A., Orlov Yu. V., Petrenko E. A., and Yukina T. G.Interaction of optical centers of Pr3+ in Y2SiO5 crystals Âçàèìîäåéñòâèå îïòè÷åñêèõ öåíòðîâ Pr3+ â êðèñòàëëå Y2SiO5 Þ. Â. Ìàëþêèí, Ï. Í. Æìóðèí, À. Í. Ëåáåäåíêî, Ì. À. Øîëêèíà, Á. Â. Ãðèíåâ Èíñòèòóò ìîíîêðèñòàëëîâ ÍÀÍ Óêðàèíû, ïð. Ëåíèíà, 60, ã. Õàðüêîâ, 61001, Óêðàèíà Å-mail:malyukin@isc.kharkov.com Í. Â. Çíàìåíñêèé, Ý. À. Ìàíûêèí, Þ. Â. Îðëîâ, Å. À. Ïåòðåíêî, Ò. Ã. Þêèíà Ðîññèéñêèé íàó÷íûé öåíòð «Êóð÷àòîâñêèé èíñòèòóò» ïë. Êóð÷àòîâà, 1, ã. Ìîñêâà, 123182, Ðîññèÿ Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â påäàêöèþ 6 ñåíòÿáðÿ 2001 ã. Íà îñíîâàíèè èññëåäîâàíèÿ îïòè÷åñêèõ ñïåêòðîâ è çàòóõàíèÿ ñâå÷åíèÿ íåýêâèâàëåíò- íûõ îïòè÷åñêèõ öåíòðîâ Pr3+ â êðèñòàëëå Y2SiO5 ïîêàçàíî, ÷òî èîíû àêòèâàòîðà íåðàâíî- ìåðíî çàñåëÿþò íåýêâèâàëåíòíûå êàòèîííûå óçëû êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè. Ïðè âîçáóæ- äåíèè â îáëàñòè îïòè÷åñêèõ ïåðåõîäîâ 3H4 → 1D2 â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð 6–80 Ê ïåðåíîñ ýíåðãèè ýëåêòðîííîãî âîçáóæäåíèÿ ìåæäó èîíàìè Pr3+, ëîêàëèçîâàííûìè â ðàçíûõ êà- òèîííûõ óçëàõ, îòñóòñòâóåò. Çàêîí çàòóõàíèÿ ëþìèíåñöåíöèè îïòè÷åñêèõ öåíòðîâ Pr3+ îïðåäåëÿåòñÿ êîíöåíòðàöèåé èîíîâ àêòèâàòîðà è èìååò ñëîæíûé íåìîíîýêñïîíåíöèàëüíûé õàðàêòåð; òóøåíèå ëþìèíåñöåíöèè èîíîâ Pr3+ ñâÿçàíî ñ îáðàçîâàíèåì èõ äèìåðîâ. Íà ïiäñòàâi äîñëiäæåííÿ îïòè÷íèõ ñïåêòðiâ i ãàñiííÿ âèïðîìiíþâàííÿ íååêâiâàëåíòíèõ îïòè÷íèõ öåíòðiâ Pr3+ â êðèñòàëi Y2SiO5 ïîêàçàíî, ùî iîíè àêòèâàòîðà íåðiâíîìiðíî çàñåëÿþòü íååêâiâàëåíòíi êàòiîííi âóçëè êðèñòàëi÷íî¿ ãðàòêè. Ïðè çáóäæåííi â îáëàñòi îïòè÷íèõ ïåðåõîäiâ 3H4 → 1D2 â iíòåðâàëi òåìïåpàòóp 6–80 Ê ïåðåíåñåííÿ åíåðãi¿ åëåê- òðîííîãî çáóäæåííÿ ïîìiæ iîíàìè Pr3+, ùî ëîêàëiçîâàíi â ðiçíèõ êàòiîííèõ âóçëàõ, âiäñóòíº. Çàêîí ãàñiííÿ ëþìiíåñöåíöi¿ îïòè÷íèõ öåíòðiâ Pr3+ âèçíà÷àºòüñÿ êîíöåíòðàöiºþ iîíiâ àêòèâàòîðà i ìຠñêëàäíèé íåìîíîåêñïîíåíöiàëüíèé õàðàêòåð; ãàñiííÿ ëþìiíåñöåíöi¿ iîíiâ Pr3+ ïîâ’ÿçàíî ç óòâîðåííÿì ¿õ äèìåðiâ. PACS: 78.20.–e, 42.70.Gi 1. Ââåäåíèå Èíòåíñèâíîå èññëåäîâàíèå îïòè÷åñêèõ è ëþìè- íåñöåíòíûõ ñâîéñòâ àêòèâèðîâàííûõ ðåäêîçåìå- ëüíûìè èîíàìè (ÐÇ) êðèñòàëëîâ îêñèîðòîñèëè- êàòîâ îáóñëîâëåííî ïîèñêîì íîâûõ ìàòåðèàëîâ äëÿ ëàçåðíûõ, äèñïëåéíûõ è ñöèíòèëëÿöèîííûõ ðàçðàáîòîê [1–7].  êðèñòàëëàõ îêñèîðòîñèëèêà- òîâ ïðèìåñíûå ÐÇ èîíû îáðàçóþò íåýêâèâàëåíò- íûå îïòè÷åñêèå öåíòðû. Âûÿñíåíèå âîçìîæíûõ ìåõàíèçìîâ âçàèìîäåéñòâèÿ ìåæäó íèìè â íàñòî- ÿùåå âðåìÿ ÿâëÿåòñÿ àêòóàëüíîé çàäà÷åé.  ýëåìåíòàðíîé ÿ÷åéêå Y2SiO5 (YSO) ñóùåñò- âóåò äâà íåýêâèâàëåíòíûõ êàòèîííûõ óçëà Y3+ ñ ðàçíûì êîîðäèíàöèîííûì îêðóæåíèåì [3,8]. Ïî- ýòîìó â êðèñòàëëå YSO èîíû Pr3+ îáðàçóþò äâà îïòè÷åñêèõ öåíòðà, äëÿ êîòîðûõ â äàëüíåéøåì áóäóò èñïîëüçîâàíû ñëåäóþùèå îáîçíà÷åíèÿ: îï- òè÷åñêèå öåíòðû I òèïà è II òèïà [9–11].  ñâÿçè ñ ýòèì âîçíèêàåò äâà âàæíûõ è â ïðèêëàäíîì, è â ôóíäàìåíòàëüíîì àñïåêòå âîïðîñà. Ïåðâûé, êàê çàñåëÿþò èîíû Pr3+ íåýêâèâàëåíòíûå êàòèîííûå óçëû YSO? Âòîðîé, ñóùåñòâóåò ëè âçàèìîäåéñò- âèå ìåæäó ïðèìåñíûìè èîíàìè Pr3+, êîòîðûå íà- õîäÿòñÿ â ðàçíûõ êàòèîííûõ óçëàõ? © Þ. Â. Ìàëþêèí, Ï. Í. Æìóðèí, À. Í. Ëåáåäåíêî, Ì. À. Øîëêèíà, Á. Â. Ãðèíåâ, Í. Â. Çíàìåíñêèé, Ý. À. Ìàíûêèí, Þ. Â. Îðëîâ, Å. À. Ïåòðåíêî, Ò. Ã. Þêèíà, 2002 ×àñòè÷íî è ïåðâûé, è âòîðîé âîïðîñ óæå îá- ñóæäàëèñü â [11,12]. Îäíàêî áîëåå äåòàëüíîå ýêñ- ïåðèìåíòàëüíîå èçó÷åíèå ýòèõ âîïðîñîâ ñ èñïîëü- çîâàíèåì òåõíèêè ñåëåêòèâíîãî âîçáóæäåíèÿ íåýêâèâàëåíòíûõ îïòè÷åñêèõ öåíòðîâ Pr3+ âïåðâûå ïðåäñòàâëåíî â íàñòîÿùåé ðàáîòå. Òàê, â [11] íà îñíîâàíèè àíàëèçà èçìåíåíèÿ èíòåãðàëüíîé èí- òåíñèâíîñòè ñïåêòðàëüíûõ ëèíèé äâóõ îïòè÷åñ- êèõ öåíòðîâ ñäåëàí âûâîä î íåðàâíîìåðíîì çàñå- ëåíèè íåýêâèâàëåíòíûõ êàòèîííûõ óçëîâ YSO èîíàìè Pr3+. Ýòîò âûâîä òðåáóåò äàëüíåéøåãî êîëè÷åñòâåííîãî óòî÷íåíèÿ, íåîáõîäèìî âûÿñ- íèòü, êàê èçìåíÿåòñÿ ñðåäíåå ðàññòîÿíèå ìåæäó îïòè÷åñêèìè öåíòðàìè Pr3+ ïðè óâåëè÷åíèè êîí- öåíòðàöèè èîíîâ àêòèâàòîðà â êðèñòàëëå YSO.  êðèñòàëëå YSO ïðè ñåëåêòèâíîì âîçáóæäå- íèè îïòè÷åñêèõ öåíòðîâ Pr3+ I òèïà â îáëàñòè ðåçîíàíñíîãî ïåðåõîäa 3H4 → 3P0 â ñïåêòðå ëþ- ìèíåñöåíöèè, ñîîòâåòñòâóþùåì îïòè÷åñêèì ïåðå- õîäàì 1D2 → 3H4 ñ ìåòàñòàáèëüíîãî óðîâíÿ òåðìà 1D2 , îáíàðóæåíû ñïåêòðàëüíûå ëèíèè, ïðèíàä- ëåæàùèå îïòè÷åñêèì öåíòðàì Pr3+ II òèïà [12]. Êîíöåíòðàöèÿ èîíîâ àêòèâàòîðà â ýòîì ñëó÷àå ñîñòàâëÿëà 0,1 àò.%. Ñïåêòðàëüíûå îñîáåííîñòè è íàëè÷èå ó÷àñòêà íàðàñòàíèÿ íà ýêñïåðèìåíòàëü- íîé êðèâîé çàòóõàíèÿ ëþìèíåñöåíöèè îïòè÷åñ- êèõ öåíòðîâ Pr3+ II òèïà (ñì. ðèñ. 3 â [12]) ñâèäåòåëüñòâîâàëè î ïåðåíîñå ýíåðãèè ýëåêòðîí- íûõ âîçáóæäåíèé ìåæäó íåýêâèâàëåíòíûìè îïòè- ÷åñêèìè öåíòðàìè Pr3+ [12]. Ýòî íàáëþäåíèå ïîêà íå íàøëî äîëæíîãî îáüÿñíåíèÿ. Îòìåòèì, ÷òî ïåðåíîñ ýíåðãèè ìåæäó íåýêâè- âàëåíòíûìè îïòè÷åñêèìè öåíòðàìè ÐÇ èîíîâ â êðèñòàëëàõ òåñíî ñâÿçàí ñ âàæíîé ïðîáëåìîé ñî- çäàíèÿ èíòåíñèâíî ëþìèíåñöèðóþùèõ ñòåõèîìåò- ðè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ äëÿ ìèêðîëàçåðîâ [13].  [13] âïåðâûå áûëà ñôîðìóëèðîâàíà èäåÿ ïîëó÷å- íèÿ èíòåíñèâíîé ëþìèíåñöåíöèè ñòåõèîìåòðè÷åñ- êèõ ðåäêîçåìåëüíûõ èîíîâ, ò.å. èîíîâ, ðåãóëÿðíî âõîäÿùèõ â êðèñòàëë. Ñóòü èäåè ñîñòîèò â òîì, ÷òî ðåäêîçåìåëüíûå èîíû, ðåãóëÿðíî âõîäÿùèå â êðèñòàëëè÷åñêóþ ðåøåòêó, äîëæíû áûòü ðàçäåëå- íû ïðîòÿæåííûìè èçîëèðóþùèìè êîìïëåêñàìè äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ñëàáîãî âçàèìîäåéñòâèÿ ìåæäó èîíàìè. Èíòåíñèâíàÿ ëþìèíåñöåíöèÿ íàáëþäà- ëàñü â êðèñòàëëàõ NdP5O14 , NdxLa1−xP5O14 , NdLiP4O12 è NdAl3(BO3)4 [13–17]. Îäíàêî â íå- êîòîðûõ ñëó÷àÿõ [18] ëþìèíåñöåíöèÿ ñòåõèîìåò- ðè÷åñêèõ ÐÇ èîíîâ ñèëüíî ãàñèòñÿ. Ýòî îáóñëîâëå- íî ïîÿâëåíèåì â êðèñòàëëå íåñêîëüêèõ îïòè÷åñêèõ öåíòðîâ, íåñìîòðÿ íà òî ÷òî ÐÇ èîíû ðåãóëÿðíî âõîäÿò â êðèñòàëëè÷åñêóþ ðåøåòêó. Òî÷íàÿ ìèê- ðîñêîïè÷åñêàÿ ïðèðîäà ìíîãîöåíòðîâîñòè â ñòå- õèîìåòðè÷åñêèõ êðèñòàëëàõ íå ÿñíà è, âåðîÿòíî, ñâÿçàíà ñ íåêîíòðîëèðóåìûì äåôåêòíûì ñîñòàâîì êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè.  òî æå âðåìÿ â êðèñ- òàëëàõ îêñèîðòîñèëèêàòîâ ïðèìåñíûå ÐÇ èîíû îáðàçóþò äâà ÷åòêî âûðàæåííûõ òèïà îïòè÷åñêèõ öåíòðîâ [9–11], ÷òî ïðåäñòàâëÿåò âîçìîæíîñòü èññëåäîâàòü çàêîíîìåðíîñòè ïåðåíîñà ýíåðãèè â òàêèõ ñèñòåìàõ. Äëÿ îòâåòà íà ïîñòàâëåííûå âîïðîñû â íàñòîÿ- ùåé ðàáîòå âïåðâûå èñïîëüçîâàëîñü ñåëåêòèâíîå âîçáóæäåíèå îïòè÷åñêèõ öåíòðîâ Pr3+ â êðèñòàë- ëå YSO íà ïåðåõîäå 3H4 → 1D2 è èçìåðåíèå êðè- âûõ çàòóõàíèÿ ëþìèíåñöåíöèè. Ïðè àíàëèçå ïîñ- ëåäíèõ èñïîëüçîâàíû èçâåñòíûå çàêîíîìåðíîñòè èçìåíåíèÿ ôîðìû êðèâîé çàòóõàíèÿ ëþìèíåñöåí- öèè ïðèìåñíûõ èîíîâ ïðè êîíöåíòðàöèîííîì òó- øåíèè è ìèãðàöèè ýíåðãèè âîçáóæäåíèÿ [19]. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå ðåçóëüòàòû è èõ îáñóæäåíèå Ýêñïåðèìåíòû ïðîâîäèëè íà îáîðóäîâàíèè, äå- òàëüíî îïèñàííîì â [9–11]. Äëÿ âàðèàöèè òåì- ïåðàòóðû èññëåäóåìûõ îáðàçöîâ èñïîëüçîâàí îï- òè÷åñêèé êðèîñòàò ñ ðåãóëèðîâêîé òåìïåðàòóðû. Îáðàçöû íàõîäèëèñü â ïàðàõ ãåëèÿ. Êðèñòàëëû YSO : Pr3+ ñ ðàçíîé êîíöåíòðàöèåé èîíîâ àêòèâà- òîðà (0,3; 0,6 è 1,8 àò.%) âûðàùåíû ìåòîäîì ×îõðàëüñêîãî. Ñåëåêòèâíàÿ ëþìèíåñöåíöèÿ íåýêâèâàëåíòíûõ îïòè÷åñêèõ öåíòðîâ Pr3+ â êðèñòàëëå YSO âîçáóæ- äàëàñü â îáëàñòè îïòè÷åñêèõ ïåðåõîäîâ 3H4 → 1D2 (ëèíèè ïîãëîùåíèÿ îïòè÷åñêèõ öåíòðîâ I òèïà îáîçíà÷åíû öèôðîé, à II òèïà — öèôðîé ñî çâåçäî÷- êîé) (ðèñ. 1,à) [9–11]. Èñïîëüçóÿ ïåðåñòðàèâàåìûé ïî ÷àñòîòå óçêîïîëîñíûé (∆νFWHM ∼ 0,1 ñì−1) ëà- çåð, äëÿ êàæäîãî îïòè÷åñêîãî öåíòðà áûë ïîëó÷åí ñâîé ñïåêòð ëþìèíåñöåíöèè (â ñïåêòðå ëþìèíå- ñöåíöèè îïòè÷åñêèõ öåíòðîâ I òèïà ñïåêòðàëüíûå ëèíèè îáîçíà÷åíû öèôðîé, à II òèïà — öèôðîé ñî çâåçäî÷êîé) (ðèñ. 1,á). Ñïåêòðû ëþìèíåñöåíöèè íå èçìåíÿëèñü ïðè ïåðåñòðîéêå ëàçåðíîé ëèíèè ïî ñïåêòðàëüíûì ëèíèÿì ìóëüòèïëåòà 1D2 äëÿ êàæäîãî îïòè÷åñêîãî öåíòðà (ðèñ. 1,à). Îñîáî îòìåòèì, ÷òî ïðè ñåëåêòèâíîì âîçáóæäåíèè îäíî- ãî îïòè÷åñêîãî öåíòðà Pr3+ â êðèñòàëëå YSO íà ïåðåõîäå 3H4 → 1D2 ñïåêòð ëþìèíåñöåíöèè âòî- ðîãî îïòè÷åñêîãî öåíòðà Pr3+ íå íàáëþäàëñÿ íè ïðè èçìåíåíèè êîíöåíòðàöèè èîíîâ àêòèâàòîðà, íè ïðè èçìåíåíèè òåìïåðàòóðû â èíòåðâàëå 6–80 Ê. Çàòóõàíèå ëþìèíåñöåíöèè íåýêâèâàëåíòíûõ îïòè÷åñêèõ öåíòðîâ â êðèñòàëëå YSO : Pr3+ ñ ìèíèìàëüíîé êîíöåíòðàöèåé èîíîâ àêòèâàòîðà (0,3 àò.%) îïèñûâàëîñü ýêñïîíåíöèàëüíûì çàêî- íîì [11]. Íà ðèñ. 2 îò÷åòëèâî âèäíî îòêëîíåíèå êðèâûõ çàòóõàíèÿ ñâå÷åíèÿ îò ýêñïîíåíöèàëüíîãî Þ. Â. Ìàëþêèí è äð. 74 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 1 çàêîíà, êîòîðîå îáóñëîâëåíî ïîâûøåíèåì êîí- öåíòðàöèè èîíîâ Pr3+ âûøå 0,3 àò.%. ×åì âûøå êîíöåíòðàöèÿ ïðèìåñíûõ èîíîâ, òåì ñèëüíåå êðè- âûå çàòóõàíèÿ ñâå÷åíèÿ îáîèõ îïòè÷åñêèõ öåíò- ðîâ îòêëîíÿþòñÿ îò ýêñïîíåíöèàëüíîãî çàêîíà. Äëÿ êðèñòàëëà ñ ìàêñèìàëüíîé êîíöåíòðàöèåé èîíîâ àêòèâàòîðà çàòóõàíèå ëþìèíåñöåíöèè îáî- èõ îïòè÷åñêèõ öåíòðîâ Pr3+ çàâèñèò îò òåìïåðàòóðû â èíòåðâàëå 6–80 Ê.  êðèñòàëëå ñ ïðîìåæóòî÷- íîé êîíöåíòðàöèåé èîíîâ àêòèâàòîðà ìû íàáëþ- äàëè ñëàáóþ òåìïåðàòóðíóþ çàâèñèìîñòü êðèâûõ çàòóõàíèÿ ñâå÷åíèÿ òîëüêî äëÿ îïòè÷åñêèõ öåíò- ðîâ ïåðâîãî òèïà. Ïðè èçìåíåíèè òåìïåðàòóðû â èíòåðâàëå 6–80 Ê êðèâûå çàòóõàíèÿ ñâå÷åíèÿ ïðå- òåðïåâàëè èçìåíåíèå íà âðåìåíàõ áîëåå 40 ìêñ, ñîîòâåòñòâóþùèõ äëèííûì âðåìåíàì ðàñïàäà. Ïðè áîëåå âûñîêîé òåìïåðàòóðå ëþìèíåñöåíöèÿ íà äëèííûõ âðåìåíàõ çàòóõàëà áûñòðåå. Íà÷àëü- íûå ó÷àñòêè êðèâûõ çàòóõàíèÿ ëþìèíåñöåíöèè (äëÿ âðåìåí ìåíåå 40 ìêñ ïîñëå èìïóëüñà âîçáóæ- äåíèÿ) îñòàâàëèñü ïðàêòè÷åñêè íåèçìåííûìè.  ïðåäåëàõ äîñòèãàåìîé ïëîòíîñòè âîçáóæäå- íèÿ ìû íå îáíàðóæèëè êàêîãî-ëèáî èçìåíåíèÿ ôîðìû êðèâûõ çàòóõàíèÿ ñâå÷åíèÿ îáîèõ îï- òè÷åñêèõ öåíòðîâ. Êðîìå òîãî, ãåîìåòðèÿ ýêñïå- ðèìåíòà áûëà òàêîâà, ÷òî ïóòü ðàñïðîñòðàíåíèÿ ôîòîíîâ ëþìèíåñöåíöèè â îáðàçöàõ áûë ìèíè- ìàëüíûì (∼ 0,1 ìì), ÷òî èñêëþ÷àëî âëèÿíèå ýô- ôåêòà ïåðåïîãëîùåíèÿ íà ôîðìó êðèâûõ çàòóõà- íèÿ ëþìèíåñöåíöèè. Ïðîãðåññèðóþùåå îòêëîíåíèå êðèâûõ çàòóõà- íèÿ ñâå÷åíèÿ îïòè÷åñêèõ öåíòðîâ Pr3+ îò ýêñïîíåí- öèàëüíîãî çàêîíà íà íà÷àëüíîì ýòàïå (ðèñ. 2) ïðè óâåëè÷åíèè êîíöåíòðàöèè èîíîâ àêòèâàòîðà îçíà- ÷àåò, ÷òî ïðîèñõîäèò ïåðåíîñ ýíåðãèè âîçáóæäå- íèÿ íà ëîâóøêè [19]. Èõ ïðèðîäó îáñóäèì íèæå. Êðîìå òîãî, íà îñíîâàíèè òåìïåðàòóðíîé çàâèñè- ìîñòè ïàðàìåòðîâ çàòóõàíèÿ ñâå÷åíèÿ îïòè÷åñêèõ öåíòðîâ Pr3+ íà äëèííûõ âðåìåíàõ ñëåäóåò ââåñòè â ðàññìîòðåíèå ìèãðàöèþ ýíåðãèè ýëåêòðîííîãî âîçáóæäåíèÿ. Ìèãðàöèÿ è ïåðåíîñ íà ëîâóøêè ýíåðãèè ýëåêòðîííîãî âîçáóæäåíèÿ èîíîâ Pr3+ îáóñëîâëåíû äèïîëü-äèïîëüíûì âçàèìîäåéñòâèåì ìåæäó ñîîòâåòñòâóþùèìè ïàðàìè [19].  ýòîì ñëó÷àå çàòóõàíèå ñâå÷åíèÿ äîíîðîâ (èîíîâ Pr3+) îïèñûâàåòñÿ ñëåäóþùåé çàâèñèìîñòüþ [19]: Ðèñ. 1. Ñïåêòðû ïîãëîùåíèÿ íà ïåðåõîäå 3H4 → 1D2 (à) è ëþìèíåñöåíöèè íà ïåðåõîäå 1D2 → 3H4 (á) äâóõ îïòè÷åñêèõ öåíòðîâ Pr3+ â êðèñòàëëå YSO. Öèôðîé îáî- çíà÷åíû ñïåêòðàëüíûå ëèíèè îïòè÷åñêèõ öåíòðîâ Pr3+ I òèïà, à öèôðîé ñî çâåçäî÷êîé — II òèïà. Ñïåêòðàëü- íûå ëèíèè 1 è 1∗ ñîîòâåòñòâóþò îïòè÷åñêèì ïåðåõîäàì ìåæäó íèæíèìè øòàðêîâñêèìè êîìïîíåíòàìè òåð- ìîâ 3H4 è 1D2 äâóõ îïòè÷åñêèõ öåíòðîâ Pr3+. a á Ðèñ. 2. Êðèâûå çàòóõàíèÿ ëþìèíåñöåíöèè äâóõ îïòè- ÷åñêèõ öåíòðîâ Pr3+ â êðèñòàëëå YSO ïðè T = 80 Ê. Êðèâûå çàòóõàíèÿ ëþìèíåñöåíöèè ñíÿòû íà äëèíå âîëíû ñïåêòðàëüíûõ ëèíèé 1 è 1∗ ïðè ñåëåêòèâíîì âîçáóæäåíèè íåýêâèâàëåíòíûõ îïòè÷åñêèõ öåíòðîâ Pr3+. Âçàèìîäåéñòâèå îïòè÷åñêèõ öåíòðîâ Pr3+ â êðèñòàëëå Y2SiO5 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 1 75 Id(t) = I0 exp   − t τ0 − α √t/τ0 − β t τ0    , (1) α = 7,4⋅R0 3ctr , (2) β = 8,6⋅R0 3/2(Dτ0)3/4ctr , (3) ãäå τ0 — ïîñòîÿííàÿ çàòóõàíèÿ ëþìèíåñöåíöèè äîíîðîâ â îòñóòñòâèå ëîâóøåê; R0 — êðèòè÷åñêèé ðàäèóñ ïåðåíîñà ýíåðãèè ýëåêòðîííîãî âîçáóæäå- íèÿ; D — êîýôôèöèåíò äèôôóçèè ýíåðãèè ýëåê- òðîííîãî âîçáóæäåíèÿ; ctr — êîíöåíòðàöèÿ ëî- âóøåê.  êðèñòàëëå YSO : Pr3+ ñ ìàëîé (0,3 àò.%) êîíöåíòðàöèåé èîíîâ àêòèâàòîðà ñîîòíîøåíèå (1) îïèñûâàåò ÷èñòî ýêñïîíåíöèàëüíîå çàòóõàíèå ñâå- ÷åíèÿ ïðè óñëîâèè α = 0 è β = 0. Àïïðîêñèìàöèÿ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ êðèâûõ â ýòîì ñëó÷àå ïîçâî- ëÿåò îïðåäåëèòü êîíñòàíòû ýêñïîíåíöèàëüíîãî çàòóõàíèÿ ñâå÷åíèÿ äëÿ ïåðâîãî (τ0 1 = 108 ìêñ) è âòîðîãî (τ0 2 = 145 ìêñ) òèïîâ ëþìèíåñöåíöèè. Íàéäåííûå âðåìåííûå êîíñòàíòû íå èçìåíÿëèñü â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð 6–80 Ê [11]. ×òîáû êîð- ðåêòíî èñïîëüçîâàòü ñîîòíîøåíèå (1) äëÿ àïïðîê- ñèìàöèè êðèâûõ çàòóõàíèÿ ñâå÷åíèÿ îïòè÷åñêèõ öåíòðîâ Pr3+ â îáðàçöàõ ñî ñðåäíåé è ìàêñèìàëü- íîé êîíöåíòðàöèåé èîíîâ àêòèâàòîðà, íåîáõîäèìî ïðèäàòü êîíêðåòíîå çíà÷åíèå è ôèçè÷åñêèé ñìûñë ïàðàìåòðàì, âõîäÿùèì â ñîîòíîøåíèÿ (2) è (3).  ÷àñòíîñòè, óñëîâèå α > 0 è β = 0 îçíà÷à- åò, ÷òî â ñèñòåìå ïðîèñõîäèò ïåðåíîñ ýíåðãèè âîçáóæäåíèÿ äîíîðîâ íà ëîâóøêè â îòñóòñòâèå ìèãðàöèè, è êðèâàÿ çàòóõàíèÿ ñâå÷åíèÿ äîëæíà îòêëîíÿòüñÿ îò ÷èñòî ýêñïîíåíöèàëüíîãî çàêîíà [19]. À ïðè óñëîâèè α = 0 è β > 0 èìååò ìåñòî ìèãðàöèÿ ýíåðãèè âîçáóæäåíèÿ, êðèâàÿ çàòóõà- íèÿ ñâå÷åíèÿ îñòàåòñÿ ýêñïîíåíöèàëüíîé ñ êîí- ñòàíòîé ðàñïàäà, çàâèñÿùåé îò òåìïåðàòóðû [19]. Ðàçóìíîå çíà÷åíèå R0 ìîæíî ïîëó÷èòü èç ýêñ- ïåðèìåíòà ñëåäóþùèì îáðàçîì.  îáðàçöå ñ ïðî- ìåæóòî÷íîé êîíöåíòðàöèåé èîíîâ àêòèâàòîðà (0,6 àò.%) çàòóõàíèå ëþìèíåñöåíöèè âòîðîãî òè- ïà áëèçêî ê ýêñïîíåíöèàëüíîìó è îïèñûâàåòñÿ ñîîòíîøåíèåì (1) ïðè α = 0,14 è β = 0. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî ïåðåíîñ ýíåðãèè ýëåêòðîííîãî âîç- áóæäåíèÿ íà ëîâóøêè òîëüêî çàðîæäàåòñÿ, à ìèã- ðàöèÿ ýíåðãèè ïî äèôôóçíîìó ìåõàíèçìó îòñóò- ñòâóåò. Äëÿ ýòîãî ñëó÷àÿ ìû ìîæåì îöåíèòü ñðåäíåå ðàññòîÿíèå ìåæäó îïòè÷åñêèìè öåíòðàìè Pr3+ âòîðîãî òèïà. Ó÷òåì, ÷òî â ýëåìåíòàðíîé ÿ÷åéêå êðèñòàëëà YSO ñîäåðæèòñÿ 8 ôîðìóëüíûõ åäèíèö Y2SiO5 [3,8]. Ñóùåñòâåííî ïîâûñèòü òî÷- íîñòü îöåíêè ñðåäíåãî ðàññòîÿíèÿ ìåæäó îïòè÷åñ- êèìè öåíòðàìè Pr3+ ìîãóò påçóëüòàòû ðàáîòû [20], ñîãëàñíî êîòîðîé êâàäðàò äèïîëüíîãî ìî- ìåíòà (d1) íà ïåðåõîäå 3H4 ↔ 1D2 äëÿ îïòè÷åñêèõ öåíòðîâ Pr3+ ïåðâîãî òèïà â 1,36 ðàç áîëüøå, ÷åì äëÿ âòîðîãî (d2). Èíòåðåñíî, ÷òî îòíîøåíèå τ0 1/τ0 2 = 1,34 äàåò òàêóþ æå âåëè÷èíó. Îòíîøåíèå èíòåãðàëüíûõ èíòåíñèâíîñòåé ñïåêòðàëüíûõ ëè- íèé 1 è 1∗ ðàâíî ïðèìåðíî òðåì. Îäíàêî ñ ó÷åòîì (d2/d1)2 = 1,34 ìîæíî óòâåðæäàòü, ÷òî ðåàëüíîå çàñåëåíèå èîíàìè Pr3+ êàòèîííûõ óçëîâ ïåðâîãî òèïà â ðåøåòêå YSO â 2,24 ðàçà áîëüøå ïî ñðàâíå- íèþ ñ çàñåëåíèåì êàòèîííûõ óçëîâ âòîðîãî òèïà. Ñëåäîâàòåëüíî, èç îáùåé êîíöåíòðàöèè èîíîâ àêòè- âàòîðà 0,6 àò.% íà îáðàçîâàíèå îïòè÷åñêèõ öåíòðîâ âòîðîãî òèïà ðàñõîäóåòñÿ òîëüêî 0,21 àò.%. Èõ êîíöåíòðàöèÿ ñîñòàâèò ∼ 3,3⋅1019 ñì−3, è ñðåäíåå ðàññòîÿíèå ìåæäó íèìè ðàâíî 31 A° . Ýòî ðàññòîÿíèå ìîæíî ïðèíÿòü â êà÷åñòâå R0 . Åñëè R0 = 31 A° , òî, âîñïîëüçîâàâøèñü ñîîòíî- øåíèåì (2) ïðè α = 0,14, íàõîäèì êîíöåíòðàöèþ ëîâóøåê ctr = 6,3⋅1017 ñì−3, êîòîðàÿ ïî÷òè íà äâà ïîðÿäêà îòëè÷àåòñÿ îò êîíöåíòðàöèè äîíîðîâ (îï- òè÷åñêèõ öåíòðîâ âòîðîãî òèïà). Íåêîíòðîëèðó- åìûå ïðèìåñè íå ìîãóò âûñòóïàòü â êà÷åñòâå ëî- âóøåê, òàê êàê â èñïîëüçóåìîì äëÿ àêòèâàöèè êðèñòàëëîâ YSO ñûðüå èõ êîíöåíòðàöèÿ ïî êðàé- íåé ìåðå íà òðè ïîðÿäêà íèæå. Ïî-âèäèìîìó, â êà÷åñòâå ëîâóøåê ìîãóò âûñòó- ïàòü àññîöèàòû (ñêîðåå âñåãî, äèìåðû) èîíîâ Pr3+. Èõ íàëè÷èå ïîäòâåðæäàåòñÿ ïîÿâëåíèåì äîïîëíè- òåëüíûõ êîíöåíòðàöèîííî çàâèñèìûõ ñïåêòðàëü- íûõ ëèíèé â îáðàçöàõ YSO : Pr3+ ñ âûñîêîé êîí- öåíòðàöèåé èîíîâ àêòèâàòîðà [11]. Ñ ó÷åòîì òîïîëîãèè ðåøåòêè YSO ïðè êîíöåíòðàöèè èîíîâ Pr3+ ðàâíîé 0,6 àò.% ñðåäè îïòè÷åñêèõ öåíòðîâ âòîðîãî òèïà áóäåì èìåòü 1,7% èîííûõ ïàð. Èõ êîíöåíòðàöèÿ ñîñòàâèò ∼ 5,6⋅1017 ñì−3, ÷òî áëèç- êî ïî çíà÷åíèþ ê âû÷èñëåííîé êîíöåíòðàöèè ëî- âóøåê (ctr ∼ 6,3⋅1017 ñì−3). Ïðåäñòàâëåííûå âûøå ÷èñëåííûå îöåíêè ïàðà- ìåòðîâ, âõîäÿùèõ â ñîîòíîøåíèÿ (2) è (3), ïî- çâîëÿþò ïðîâåñòè ïîëíûé àíàëèç ýêñïåðèìåíòà- ëüíûõ êðèâûõ çàòóõàíèÿ ñâå÷åíèÿ â êðèñòàëëàõ YSO : Pr3+ ñî ñðåäíåé è âûñîêîé êîíöåíòðàöèåé èîíîâ àêòèâàòîðà.  òàáëèöå ïðåäñòàâëåíû ðå- çóëüòàòû àïïðîêñèìàöèè ýêñïåðèìåíòàëüíûõ êðèâûõ çàòóõàíèÿ ëþìèíåñöåíöèè èññëåäóåìûõ îáðàçöîâ ïðè òåìïåðàòóðàõ 1,5 è 77 Ê ñ èñïîëüçî- âàíèåì ñîîòíîøåíèÿ (1), â êîòîðîì âàðüèðîâà- ëèñü ïàðàìåòðû α è β. Èñïîëüçóÿ ÷èñëåííûå çíà- ÷åíèÿ ïàðàìåòðîâ α è β, à òàêæå R0 = 31 A° , äëÿ êàæäîãî ñëó÷àÿ âû÷èñëåíû êîíöåíòðàöèÿ ëî- âóøåê è êîýôôèöèåíò äèôôóçèè ýíåðãèè ýëåê- òðîííîãî âîçáóæäåíèÿ. Êàê è ñëåäîâàëî îæèäàòü, Þ. Â. Ìàëþêèí è äð. 76 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 1 âåëè÷èíà êîýôôèöèåíòà äèôôóçèè ýíåðãèè ýëåê- òðîííîãî âîçáóæäåíèÿ óìåíüøàåòñÿ ñ ïîíèæåíè- åì òåìïåðàòóðû. Òî åñòü äèôôóçèÿ ýíåðãèè ýëåê- òðîííîãî âîçáóæäåíèÿ ïðèìåñíûõ èîíîâ Pr3+ íîñèò òåðìîàêòèâàöèîííûé õàðàêòåð. Äàííûå òàáëèöû ãîâîðÿò î òîì, ÷òî ïðè óâåëè÷å- íèè êîíöåíòðàöèè èîíîâ àêòèâàòîðà â êðèñòàëëå YSO îò 0,3 äî 0,6 àò.% ìèãðàöèÿ ýíåðãèè âîçáóæäå- íèÿ ïðîèñõîäèò òîëüêî äëÿ îïòè÷åñêèõ öåíòðîâ Pr3+ ïåðâîãî òèïà. Ñëåäîâàòåëüíî, ïðè óâåëè÷åíèè êîíöåíòðàöèè àêòèâàòîðà ñðåäíåå ðàññòîÿíèå ìåæ- äó ïðèìåñíûìè èîíàìè Pr3+ ðåàëüíî óìåíüøàåòñÿ. Íà îñíîâàíèè òîëüêî ñïåêòðàëüíûõ äàííûõ [11] òàêîé âûâîä ñäåëàòü íåâîçìîæíî. Äåëî â òîì, ÷òî ïðè óâåëè÷åíèè êîíöåíòðàöèè èîíîâ àêòèâàòîðà Pr3+ âîçìîæíî îáðàçîâàíèå è ðîñò èõ êëàñòåðîâ. Òîãäà, íà÷èíàÿ ñ íåêîòîðîé êîíöåíòðàöèè èîíîâ Pr3+, äàëüíåéøåå åå óâåëè÷åíèå ïðèâîäèëî áû ê ðîñòó êëàñòåðîâ, à ñðåäíåå ðàññòîÿíèå ìåæäó èîíà- ìè Pr3+ íå èçìåíÿëîñü. Îòñóòñòâèå ñïåêòðàëüíûõ ëèíèé, ïðèíàäëåæà- ùèõ ñâå÷åíèþ îïòè÷åñêèõ öåíòðîâ II òèïà, ïðè ñåëåêòèâíîì âîçáóæäåíèè îïòè÷åñêèõ öåíòðîâ I òèïà íà ïåðåõîäå 3H4 → 2D2 óêàçûâàåò íà îòñóò- ñòâèå ïåðåíîñà ýíåðãèè âîçáóæäåíèÿ ìåæäó íåýê- âèâàëåíòíûìè îïòè÷åñêèìè öåíòðàìè Pr3+. Îäíà- êî ñåëåêòèâíîå âîçáóæäåíèå îïòè÷åñêèõ öåíòðîâ Pr3+ I òèïà íà îïòè÷åñêîì ïåðåõîäå 3H4 → 3P0 ïðèâîäèò ê ïåðåíîñó ýíåðãèè âîçáóæäåíèÿ ê öåíò- ðàì Pr3+ II òèïà [12]. Ïðè÷åì ïåðåíîñ ýíåðãèè îñóùåñòâëÿåòñÿ ìåæäó ìåòàñòàáèëüíûìè óðîâíÿìè ìóëüòèïëåòà 1D2 ïîñëå çàâåðøåíèÿ áåçûçëó÷àòå- ëüíîé ðåëàêñàöèè 3P0 → 1D2 ñ áîëüøèìè ñòîêñî- âûìè ïîòåðÿìè [12].  ðåçóëüòàòå áåçûçëó÷àòåëü- íîé ðåëàêñàöèè 3P0 → 1D2 íà îäíîì ïðèìåñíîì öåíòðå ðàññåèâàåòñÿ ýíåðãèÿ ∼ 4000 cì−1. Ïîýòî- ìó ìîæíî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî áîëüøîå êîëè÷åñòâî ôîíîíîâ, âîçíèêàþùèõ â ðåçóëüòàòå äèññèïàöèè ýòîé èçáûòî÷íîé ýíåðãèè, ñòèìóëèðóåò ïåðåíîñ ýíåðãèè ìåæäó íåýêâèâàëåíòíûìè îïòè÷åñêèìè öåíòðàìè Pr3+ â êðèñòàëëå YSO. Çàêëþ÷åíèå Ñëîæíûé çàêîí çàòóõàíèÿ ëþìèíåñöåíöèè íå- ýêâèâàëåíòíûõ îïòè÷åñêèõ öåíòðîâ â êðèñòàëëå YSO : Pr3+ ïðè êîíöåíòðàöèè èîíîâ àêòèâàòîðà 0,6 àò.% è âûøå îáóñëîâëåí ìèãðàöèåé ýíåðãèè ýëåêòðîííîãî âîçáóæäåíèÿ ïî îäíîòèïíûì èîíàì Pr3+ è ïåðåíîñîì ýíåðãèè íà öåíòðû òóøåíèÿ.  êà÷åñòâå ëîâóøåê ýíåðãèè ýëåêòðîííîãî âîçáóæ- äåíèÿ âûñòóïàþò äèìåðû èîíîâ àêòèâàòîðà.  çàâèñèìîñòè îò êîíöåíòðàöèè àêòèâàòîðà çàòóõà- íèå ëþìèíåñöåíöèè äâóõ íåýêâèâàëåíòíûõ îïòè- ÷åñêèõ öåíòðîâ ìîæåò ñóùåñòâåííî ðàçëè÷àòüñÿ. Ïîñëåäíèå äâà ôàêòà ìîãóò èãðàòü íåãàòèâíóþ ðîëü â ñëó÷àå èñïîëüçîâàíèÿ àêòèâèðîâàííûõ îê- ñèîðòîñèëèêàòîâ â êà÷åñòâå ñöèíòèëëÿòîðîâ. Íå- Òàáëèöà Ïàðàìåòðû àïïðîêñèìàöèè êðèâûõ çàòóõàíèÿ ñâå÷åíèÿ èîíîâ Pr3+ â êpèñòàëëå Y2SiO5 T, K 0,3 àò.% Pr3+ 0,6 àò.% Pr3+ 1,8 àò.% Pr3+ I òèï II òèï I òèï II òèï I òèï II òèï 77 τ0 = 108⋅10−6 τ0 = 145⋅10−6 τ0 = 108⋅10−6 τ0 = 145⋅10−6 τ0 = 108⋅10−6 τ0 = 145⋅10−6 α = 0 α = 0 α = 0,4 α = 0,14 α = 2,3 α = 1,98 β = 0 β = 0 β = 0,19 β = 0 β = 1,24 β = 0,99 ctr = 1,8⋅1018 ctr = 6,3⋅1017 ctr = 1019 ctr = 8,9⋅1018 D = 2,7⋅10−10 D = 3,5⋅10−10 D = 2,2⋅10−10 1,5 τ0 = 108⋅10−6 τ0 = 145⋅10−6 α = 2,3 α = 1,98 β = 0,73 β = 0,54 ctr = 1019 ctr = 8,9⋅1018 D = 1,7⋅10−10 D = 0,97⋅10−10 Ï ð è ì å ÷ à í è å: Ðàçìåðíîñòü ïàðàìåòðîâ: τ0 (c); ctr (ñì−3); D (ñì2⋅c−1). Âçàèìîäåéñòâèå îïòè÷åñêèõ öåíòðîâ Pr3+ â êðèñòàëëå Y2SiO5 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 1 77 ñìîòðÿ íà òî ÷òî ÷àñòîòíûé ñäâèã ìåæäó ìåòàñòà- áèëüíûìè óðîâíÿìè òåðìà 1D2 äâóõ îïòè÷åñêèõ öåíòðîâ Pr3+ íåâåëèê (∼ 50 ñì−1), ïðè èõ ñå- ëåêòèâíîì âîçáóæäåíèè â îáëàñòè ïåðåõîäîâ 3H4 → 1D2 ïåðåíîñ ýíåðãèè ýëåêòðîííîãî âîç- áóæäåíèÿ ìåæäó íèìè îòñóòñòâóåò.  ïðîòèâîïî- ëîæíîñòü ýòîìó ïðè ñåëåêòèâíîì âîçáóæäåíèè îïòè÷åñêèõ öåíòðîâ Pr3+ ïåðâîãî òèïà íà ïåðåõî- äå 3H4 âîçìîæåí ïåðåíîñ ýíåðãèè íà âòîðîé òèï îïòè÷åñêèõ öåíòðîâ ñ ó÷àñòèåì ôîíîíîâ. 1. A. A. Kaìèíñêèé, ÄÀÍ ÑÑÑÐ 319, 1037 (1981). 2. M. Malinowski, M. F. Jourbert, and B. Jacquier, J. Lumin. 60–61, 179 (1994). 3. C. L. Melcher, R. A. Manente, C. A. Peterson, and J. S. Schweitzer, J. Crystal Growth 128, 1001 (1993). 4. C. L. Melcher and J. S. Schweitzer, IEEE Trans. Nucl. Sci. 39, 502 (1992). 5. P. Dorenbos, C. W. E. van Eijk, A. J. J. Bos, and C. L. Melcher, J. Lumin. 60–61, 979 (1994). 6. H. Suzuki, T. A. Tombrello, C. L. Melcher, and J. S. Schweitzer, Nucl. Instrum. and Meth. Phys. Res. A320, 263 (1992). 7. Yun Liu, Chao-Nan Xu, Hiroaki Matsui, Takeshi Imamura, and Tadahiko Watanabe, J. Lumin. 87– 89, 1297 (1994). 8. J. Felsche, The Ñrystal Ñhemistry of Rare-earth Silicates, in: Structure and Bonding V13, Springer- Verlag (1973), p. 99. 9. Þ. Â. Ìàëþêèí, Á. È. Ìèíêîâ, Ð. Ñ. Áîðèñîâ, Â. Ï. Ñåìèíîæåíêî, Í. Â. Çíàìåíñêèé, Ý. À. Ìà- íûêèí, Ä. Â. Ìàð÷åíêî, Å. À. Ïåòðåíêî, ÔÍÒ 24, 571 (1998). 10. Ð. Ñ. Áîðèñîâ, Á. Â. Ãðèíåâ, Í. Â. Çíàìåíñêèé, Þ. Â. Ìàëþêèí, Ý. À. Ìàíûêèí, Ä. Â. Ìàð÷åíêî, Á. È. Ìèíêîâ, Å. À. Ïåòðåíêî, ÆÝÒÔ 115, 704 (1999). 11. Þ. Â. Ìàëþêèí, Ð. Ñ. Áîðèñîâ, Ï. Í. Æìóðèí, À. Í. Ëåáåäåíêî, Á. Â. Ãðèíåâ, Í. Â. Çíàìåíñêèé, Ý. À. Ìàíûêèí, Þ. Â. Îðëîâ, Å. À. Ïåòðåíêî, Ò. Ã. Þêèíà, ÔÍÒ 26, 1207 (2000). 12. Þ. Â. Ìàëþêèí, Ð. Ñ. Áîðèñîâ, À. Í. Ëåáåäåíêî, Í. È. Ëåîíþê, M. Ðóò, ÔÍÒ 26, 494 (2000). 13. H. G. Danielmeyer and H. P. Weber, IEEE J. Quantum Electronics QE-8, 805 (1972). 14. H. G. Danielmeyer, J. Lumin. 12–13, 179 (1976). 15. J. M. Flaherty and R. C. Powell, Phys. Rev. B19, 32 (1978). 16. K. Otsuka, T. Yamada, M. Saruwatari, and T. Kimura, IEEE J. Quantum Electronics 11, 330 (1975). 17. Y-P. Hong and K. Dwight, Mater. Res. Bull. 9, 1661 (1974). 18. F. Kellendonk and G. Blasse, J. Chem. Phys. 72, 561 (1981). 19. V. M. Agranovich and M. D. Galanin, Electronic Excitation Energy Transfer in Condensed Mater Noth-Holand, Amsterdam (1982). 20. Y. Sun, F. Konz, R. L. Cone, and R. W. Equall, in: International Conference on Dynamical Processes in Excited States of Solids, July 1–4, (Lyon, book abstracts), (2001), p. 79. Interaction of optical centers of Pr3+ in Y2SiO5 crystals Yu. V. Malyukin, P. N. Zhmurin, A. N. Lebedenko, M. A. Sholkina, B. V. Grinev, N. V. Znamenskii, E. A. Manykin, Yu. V. Orlov, E. A. Petrenko, and T. G. Yukina The experimental data on optical spectra and luminescence decay of nonequivalent opti- cal centers of Pr3+ in Y2SiO5 crystals suggest that the activator ions occupy nonuniformly nonequivalent cation sites of the crystal lat- tice. On excitation in the region of 3H4 → 1D2 optical transitions, the electronic excitation energy transfer between Pr3+ ions localized at different cation sites is not observed in the 6–80 K temperature range. The luminescence decay of Pr3+ optical centers is governed by a concentration of the activator ions and reveals a complicated nonexponential law. The lumi- nescence quenching of the Pr3+ ions is associ- ated with the formation of their dimers. Þ. Â. Ìàëþêèí è äð. 78 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 1

Ähnliche Einträge