ЛЮМІНЕСЦЕНТНІ ВЛАСТИВОСТІ РІДКІСНОЗЕМЕЛЬНИХ МЕТАЛІВ У СКЛЯНИХ СЕРЕДОВИЩАХ

Abstract

У статті проаналізовано особливості випромінювання рідкісноземельних металів (РЗМ) під впливом збуджуючих чинників. Застосовано теорію випромінювальної та безвипромінювальної релаксації в 4f-оболонці іонів РЗМ для встановлення механізму випромінювання Розглянуто основні процеси, які відбуваються в люмінесцентних центрах. Досліджено та систематизовано чинники, що впливають на люмінесцентні властивості деяких халькогенідних матриць, які леговані іонами РЗМ. Проаналізовано природу фотонів випромінювання, яке залежить від вихідного і кінцевого стану та від механізму збудження. З’ясовано, що для одержання інтенсивного випромінювання в заданому спектральному діапазоні необхідно встановити енергетичне положення основного та збуджених станів активуючих домішок, а також механізм випромінювальної релаксації, внаслідок чого відбувається перехід системи в метастабільний або основний стан. Експериментальні дані з літературних джерел свідчать про значний вплив дефектів, домішок, неоднорідностей та локального оточення біля рідкісноземельних іонів у склоутворюючій матриці на процеси випромінювання світла в скляних середовищах. Встановлено, що більший час релаксації є результатом зменшення ймовірності безвипромінювальної релаксації внаслідок великої енергетичної відстані між збудженими станами і низької енергії фононів склоутворюючої матриці. Зменшення часу релаксації може відбуватись також внаслідок енергетичного трансферу між іонами РЗМ. Аналіз проведених досліджень свідчить, що для встановлення механізму фотолюмінесценції (ФЛ) в різних матрицях та для підвищення її ефективності необхідно поєднати моделі випромінювання іонів РЗМ із експериментальними результатами. Інтерпретація експериментальних даних щодо спектрів фотолюмінесценції та оптичного поглинання проведена на основі детального вивчення механізмів випромінюючих переходів у різних халькогенідних матрицях.