Krom katkılanmış oksit kristallerin spektroskopisi
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2010
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Ege Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Doldurulmamış d3 elektron kabuğuna sahip geçiş metal iyonları (Cr+3, Mn+4, V+2,…) en çok garnet yapılı oksit kristallerde, katıhal lazer sınıfı için yeni aktif ortam arayan araştırmacılar tarafından çalışılmaktadır. Bu çalışmanın temel amacı dört garnet kristaline katkılanan Cr+3 iyonunun emisyonunun konak kristale ve sıcaklığa bağlılığını incelemektir. Cr+3 katkılanmış garnet kristallerin lüminesans özellikleri 25 ile 800 K sıcaklık aralığında incelenmiştir. Kristaller giderek azalan kristal alan şiddetine sahip Y3Al5O12 (YAG), Gd3Ga5O12 (GGG), Gd3Sc2Ga3O12 (GSGG) ve CaY2Mg2Ge3O12 (CMYGG) dir. Bu çalışmada soğurma, emisyon, zamana bağlı lüminesans spektrumları, darbeli uyarma ölçümleri ve yaşam süresi hesapları yapılmıştır. Sıcaklık çalışmaları fononları incelemek üzere YAG için 800 K, GGG ve GSGG için 700 K değerine kadar genişletilmiştir. Daha önce literatürde yer almayan CYMGG kristali için 25-700 K sıcaklıkları arasında emisyon spektrumları ve darbeli uyarma ölçümleri yapılmıştır. Cr ile katkılandırılmış garnet kristallerinin emisyon spektrumlarının kristal alan şiddetine ve sıcaklığa bağlı olarak nasıl değiştiği incelenmiş ve her bir kristal içinde Krom iyonunun işgal ettiği merkezlerin sayısı bulunmuştur. Kristal alan şiddeti azaldıkça 4T2 seviyesinin etkisinin giderek arttığı tespit edilmiştir. GSGG ve CMYGG kristalleri için R çizgisinin emisyonu kT > ΔE durumuna karşılık gelen sıcaklıklarda bile gözlenmektedir. Fakat YAG ve GGG kristalleri için bu durum söz konusu değildir. Ayrıca 2E ile 4T2 seviyeleri arasındaki ΔE enerji boşluğu azaldıkça, R çizgilerinin yaşam sürelerinin kısaldığı gözlenmiştir. Düşük sıcaklıklarda yaşam süreleri YAG:Cr için 9.3 ms, GGG:Cr için 1.41 ms, GSGG:Cr için 280 μs ve CYMGG:Cr için 280 μs olarak hesaplanmıştır. Sonuç olarak, R çizgisi bölgesinde kaydedilen emisyon spektrumları ve darbeli uyarma sonuçlarından her bir kristal için Krom iyonunun birden fazla bölgeyi işgal ettiği anlaşılmıştır. Buna göre YAG:Cr için üç, GGG:Cr için beş, GSGG:Cr ve CMYGG:Cr için en az beş olmak üzere farklı Krom iyon merkezleri tespit edilmiştir.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Garnet, Krom katkılı, Fotolüminesans, Yaşam süresi., Garnet, Chromium dopant, Photoluminescence, Lifetime., Fizik A.B.D.
