Спектроскопія і структура центрів люмінесценції та радіаційних дефектів в склі системи СaO-Ga2O3-GeO2

Ubizskii S., Melnyk S., Padlyak B., Matkovskii A., Jankowska-Frydel A., Frukacz Z. Chromium Recharging Processes in the Y₃Al₅O₁₂:Mg, Cr Single Crystals Under the Reducing and Oxidizing Annealing Influence // Proc. SPIE. - 2001. - V. 4412. - P. 63-68.

Bondar V., Kucharsky I., Padlyak B., Davydov V., Simkiv B., Grinberg M., Kukliski B. Growth, Structure and Spectroscopic Characterization of the Mn-Doped GaN Thin Films // Proc. SPIE. - 2001. - V. 4413. - P. 50-54.

Padlyak B.V., Jankowska-Frydel A., Grinberg M., Gorelenko Yu.K., Romaka L.P., Stadnyk Yu.V. Magnetic Ordering in the ZrNi_1-xCr_xSn Compound // Materials Science Forum. - 2001. - V. 373-376. - P. 697-700.

Bodak O.I., Padlyak B.V., Stadnyk Yu.V., Pierre J., Tkachuk A.V., Romaka L.P., Gorelenko Yu.K. Synthesis, Crystal Structure and Physical Properties of ZrNiSn Semiconductor Doped with Mn // J. Alloys Comp. - 2001. - V. 317-318. - P. 357-362.

Tkachuk A., Gorelenko Yu., Stadnyk Yu., Padlyak B., Jankowska-Frydel A., Bodak O., Sechovsky V. Interaction Between Components in Ti-Mn-Sb System at 870 K and Physical Properties of Ti₅Mn_0,45Sb_2,55 Compound // J. Alloys Comp. - 2001. - V. 319. - P. 74-79.

Padlyak B.V., Kukliсski B., Grinberg M. Synthesis, Structure and Spectroscopic Properties of CaO-Ga₂O₃-GeO₂ Glasses // Phys. Chem. Glasses. - 2002. - V. 43C - P. 392-397.

Grinberg M., Barzowska J., Shen Y.R., Bray K.L., Padlyak B.V., Buchynskii P.P. High Pressure Luminescence of Cr³⁺ - Doped CaO-Ga₂O₃-GeO₂ Glasses // Phys. Rev. B. - 2002. - V. 65 - P. 064203-1 - 064203-9.

Barzowska J., Grinberg M., Shen Y.R., Bray K.L., Kukliсski B., Buchynskii P.P., Padlyak B.V. High Pressure Luminescence of Cr - Related Centers in (CaO-Ga₂O₃-GeO₂) Glasses // High Pressure Research. - 2002. - V. 22 - P. 47-52.

Padlyak B., Mudry S., Halchak V., Korolyshyn A., Kulyk Yu., Buchynskii P. Peculiarities of Structure of the Cr-Doped Compounds of CaO-Ga₂O₃-GeO₂ System: An EPR and X-ray Studies // Mol. Phys. Rep. - 2002. - V. 36. - P. 79-84.

Burak Ya.V., Padlyak B.V., Shevel V.M. Radiation-Induced Centers in the Li₂B₄O₇ Single Crystals // Nucl. Instr. and Meth. in Physics Research B. - 2002. - V. 191. - P. 633-637.

Burak Ya.V., Padlyak B.V., Shevel V.M. Neutron-Induced Defects in the Lithium Tetraborate Single Crystals // Radiation Effects and Defects in Solids. - 2002. - V. 157, Nos. 6-12. - P. 1101-1109.

Kornylo A., Padlyak B., Moroz Z., Pashkowsky M., Jankowska-Frydel A. Spectroscopic Study of nature of the parasitic coloration in the ZnWO₄ scintillator crystals // Mol. Phys. Rep. - 2002. - V. 36. - P. 44-47.

Tkachuk A., Gorelenko Yu., Padlyak B., Jankowska-Frydel A., Stadnyk Yu. Magnetic Properties of Ternary W₅Si₃ - Type Compounds // JMMM. - 2002. - V. 242-245. - P. 901-903.

Padlyak B.V., Kukliсski B., Buchynskii P.P. Optical Spectroscopy of the Ho-Doped Glasses with 3CaO-Ga₂O₃-3GeO₂ Composition // Opt. Appl. - 2003. - V. XXXIII, No. 1. - P. 175-181.

Cheіstowski D., Witkowska A., Rybicki J., Padlyak B., Trapananti A., Principi E. EXAFS Study of Glasses of the CaO-Ga₂O₃-GeO₂ System // Opt. Appl. - 2003. - V. XXXIII, No. 1. - P. 125-132.

Padlyak B.V. Radiation-Induced Centers in Glasses of the CaO-Ga₂O₃-GeO₂ System // Radiation Effects and Defects in Solids. - 2003. - V. 158, Nos. 1-6. - P. 411-418.

Zakharko Ya., Padlyak B., Tsvetkova O., Kukliсski B., Grinberg M., Fabisiak K. Optical and EPR Study of Cr - Doped -Ga_2-xIn_xO₃ Solid Solutions // Funct. Mater. - 2003. - V. 10, No. 1. - P. 140-144.

Ollier N., Champagnon B., Boizot B., Guyot Y., Panczer G., Padlyak B., Influence of External в-Irradiation in Oxide Glasses // J. Non-Crystal. Solids. - 2003. - V. 323. - P. 200-206.

Padlyak B.V., Grinberg M., іukasiewicz T., Kisielewski J., њwirkowicz M. EPR Spectroscopy of the Cr³⁺ Centers in LLGG: Cr Single Crystals // J. Alloys Comp. - 2003.- V. 361, Nos. 1-2. - P. 6-12.

Padlyak B., Szarska S. EPR Spectroscopy of Irradiated Bioactive Glasses // Funct. Mater. - 2004. - V. 11, No. 1. - P. 116-121.

Padlyak B.V., Kukliсski B. Nature of Intrinsic Luminescence in the Glasses of CaO-Ga₂O₃-GeO₂ System // Radiat. Measur. - 2004. - V. 38, Nos. 4-6. - P. 593-597.

Padlyak B., Vlokh O., Sagoo K. Spectroscopy and Luminescence Kinetics of the Eu³⁺ Ho³⁺ and Er³⁺ Ions in the Glass with 3CaO-Ga2O3-3GeO2 Composition // Ukr. J. Phys. Opt. - 2005. - V. 6, No. 1. - P. 33-43.

Padlyak B., Vlokh O., Jungner H. Thermally Stimulated Luminescence of Radiation-Induced Defects in the Glasses of CaO-Ga₂O₃-GeO₂ System // Ukr. J. Phys. Opt. - 2005. - V. 6, No. 2. - P. 55-62.

Padlyak B., Kornatowski J., Zadroїna G., Fabisiak K., Gutsze A. ESR Study of Chromium Centres in CrAPO-5 Molecular Sieves // Materials Science-Poland. - 2005. - V. 23, No. 4 - P. 1035-1046.

Padlyak B., Vlokh O., Fabisiak K., Sagoo K., Kukliсski B. Optical Spectroscopy of the Er-Doped Glasses with 3CaO-Ga₂O₃-3GeO₂ Composition // Opt. Mater. - 2006. - V. 28. - P. 157-161.

Padlyak B., Vlokh O., Kukliсski B., Sagoo K. Spectroscopy of the Mn-Doped Glasses of CaO-Ga₂O₃-GeO₂ System // Ukr. J. Phys. Opt. - 2006. - V. 7, No. 1. - P. 1-10.

Padlyak B.V., Jungner H., Fabisiak K., Dubelt S.P. Radiation-Induced Defects in Glasses and Ceramics of the CaO-Ga₂O₃-GeO₂ System // Rev. Adv. Mater. Sci. - 2006. - V. 12, No. 2. - P. 97-105.

Padlyak B.V., Vlokh O.G., Romanyuk M.M., Romanyuk G.M. Refractive Indices of Glasses of CaO-Ga₂O₃-GeO₂ System // Ukr. J. Phys. Opt. - 2006. - V. 7, No. 3. - P. 142-146.

Padlyak B., Vlokh O., Ryba-Romanowski W., Lisiecki R. Optical Spectroscopy of Nd³⁺ Centres in the Glass with 3CaO-Ga₂O₃-3GeO₂ Composition // Ukr. J. Phys. Opt. - 2006. - V. 7, No. 4. - P. 149-158.

Witkowska A., Padlyak B., Rybicki J. Influence of the Rare-Earth Impurities on the Ga and Ge Local Structure in the ca₃Ga₂Ge₃O₁₂ Glass // J. Non-Cryst. Solids. - 2006. -V. 352, No. 40-41. - P. 4346-4350.

Патент України, № UA 25235 A / Оптичне скло, прозоре в інфрачервоній області спектра. Падляк Б.В., Бучинський П.П. (Україна). - № 97084128. - Заявл. 6.08.97; Отрим. 30.10.98; Опубл. 25.12.98, Бюл. № 6. - 4 с.

Padlyak B.V. EPR Spectroscopy of Impurity 3dⁿ - Ions in Calcium-Gallium-Germanium Garnet // Proceedings of International. Conference „Physics in Ukraine” (Kiev). - 1993. - V. Solid State Physics. - P. 174-177.

Padlyak B.V., Bordun O.M., Buchynskii P.P. Intrinsic Luminescence of the Undoped Glasses of CaO-Ga₂O₃-GeO₂ System // In Book: “The Jabloski Centennial Conference on Luminescence and Photophysics", Eds. B. Zietek, P. Targowski.-Nicholas Copernicus University:Toru, 1998.-P. 91-92.

Padlyak B., Kukliсski B., Grinberg M. Synthesis, Structure and Spectroscopic Properties of the CaO-Ga₂O₃-GeO₂ Glasses // Proceedings of International Congress on Glass, Edinburgh (Scotland) - 2001. - V. 2 - P. 773-774.

Padlyak B. Structure and Spectroscopy of the Rare-Earth Doped Glasses of CaO-Ga₂O₃-GeO₂ System: The Review // In Abstract Book: 3^rd International Conference “Physics of Disordered Systems”, September 18-21, 2005, Gdaсsk-Sobiszewo, Poland, Ed. W. Sadowski. - Gdansk: Gdansk University of Technology, 2005. - P. 2-3.

Witkowska A., Padlyak B.V., Feliziani S., Rybicki J. Local Structure of Rare-Earth Luminescence Centres in a 3CaO-Ga₂O₃-3GeO₂ Glass: an EXAFS Study // In: Book of Abstracts “6^th European Conference on Luminescent Detectors and Transformers of Ionizing Radiation (LUMDETR 2006)”, June 19-23, 2006, Lviv, Ukraine, Eds. I. Vakarchuk and B. Grinyov. - Lviv: Liga Press, 2006. - P. 203.

Witkowska A., Padlyak B.V., Rybicki J. EXAFS Study of Local Structure of the Rare-Earth Luminescence Centres in the Glass with 3CaO-Ga₂O₃-3GeO₂ Composition // In Book: International Workshop on Advanced Spectroscopy and Optical Materials, June 11-14, 2006, Gdaсsk, Poland. - Gdaсsk: Gdaсsk University, 2006. - P. 40.

Padlyak B.V., Fabisiak K., Stryganyuk G.B., Raman Spectra and Intrinsic Luminescence of Glasses and Crystals of the CaO-Ga₂O₃-GeO₂ System // In Abstract Book: 3^rd Workshop on Functional Materials (FMA'2006), September 17-23, 2006, Athens, Greece, Ed. N. Gouskos. - Athens: University of Athens, 2006. - P. O-7.

Анотація

Падляк Б.В. Спектроскопія і структура центрів люмінесценції та радіаційних дефектів в склі системи СaO-Ga₂O₃-GeO₂. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.05 - оптика, лазерна фізика. Інститут фізичної оптики Міністерства освіти і науки України, Львів, 2006.

Дисертація присвячена синтезу та дослідженням структури і оптико-люмінесцентних властивостей нового класу оптичних матеріалів із структурою скла на основі окислів СaO, Ga₂O₃ і GeO₂. Розглянуті особливості синтезу скла в системі CaO­Ga₂O₃-GeO₂. Розроблена технологія отримання і синтезовані зразки номінально-чистого і легованого перехідними (Cr, Mn) та рідкісноземельними (Eu, Ho, Er, Nd і Ce) елементами скла високої оптичної якості і хімічної чистоти з основними складами Ca₃Ga₂Ge₃O₁₂, Ca₃Ga₂Ge₄O₁₄ і Ca₃Ga₂O₆. Методами рентгенографії, молекулярної динаміки та спектроскопії EXAFS встановлено, що основними структурними одиницями в склі системи СaO-Ga₂O₃-GeO₂ є змішані тетраедри (Ge/Ga)O₄ і октаедри (Ge/Ga)O₆. Із аналізу K - краю атомів Ga і Ge в спектрах EXAFS визначені структурні параметри (міжатомні відстані та координаційні числа) для Ga і Ge в склі із складами Ca₃Ga₂Ge₃O₁₂ (гранат) і Ca₃Ga₂Ge₄O₁₄ (Ca - галогерманат).

Досліджені та проаналізовані показники заломлення, спектри КРС, ЕПР, оптичного поглинання і власної люмінесценції в нелегованому склі із складами Ca₃Ga₂Ge₃O₁₂, Ca₃Ga₂Ge₄O₁₄ і Ca₃Ga₂O₆. На основі аналізу спектрів і кривих загасання люмінесценції, отриманих при УФ та відповідному синхротронному збудженні в склі та кристалах системи СaO-Ga₂O₃-GeO₂, запропонований рекомбінаційний механізм власної люмінесценції, підтверджений методом ЕПР. Проведені дослідження спектрів оптичного поглинання, люмінесценції, кінетики люмінесценції та ЕПР в склі із складами Ca₃Ga₂Ge₃O₁₂ і Ca₃Ga₂Ge₄O₁₄, легованому Mn (вміст Mn 0,001 0,2 ваг. %), на основі яких встановлені особливості входження домішки Mn в скло системи СaO-Ga₂O₃-GeO₂, локальна структура центрів люмінесценції Mn²⁺ та їх вплив на власну люмінесценцію скла.

Розглянуті особливості електронної та локальної структури домішкових центрів Cr та оптико-люмінесцентних властивостей іонів Cr³⁺ в склі системи CaO-Ga₂O₃-GeO₂ та його кристалічних аналогах із структурою гранату і Ca - галогерманату. На основі досліджень та аналізу спектрів люмінесценції при атмосферному тиску та високих гідростатичних тисках (до 150 кбар), кінетики люмінесценції та ЕПР зареєстровані низькопольові і високопольові центри Cr³⁺ в склі із складом Ca₃Ga₂Ge₃O₁₂:Cr (вміст Cr 0,01 0,2 ваг. %) та високопольові центри Cr³⁺ в мікровключеннях кристалічних фаз в матриці скла. Із даних оптичної спектроскопії визначені сила кристалічного поля (10Dq), параметри Рака (B і C) та енергія електрон-граткової взаємодії () для високопольових центрів люмінесценції Cr³⁺ в склі та включеннях кристалічної фази і побудована конфігураційно-координатна діаграма для центрів Cr³⁺ в структурі скла.

Проведені дослідження і аналіз спектрів оптичного поглинання, люмінесценції, ЕПР, EXAFS (L₃ - край) та кінетики люмінесценції в склі із складом Ca₃Ga₂Ge₃O₁₂, легованому Eu, Ho, Er і Nd, на основі яких встановлена електронна і локальна структура рідкісноземельних центрів люмінесценції (Eu³⁺, Ho³⁺, Er³⁺ і Nd³⁺). Визначені параметри інтенсивності Джадда-Офельта та основні оптико-люмінесцентні і лазерні характеристики іонів Er³⁺ і Nd³⁺ в склі із складом гранату.

Досліджені і проаналізовані спектри оптичного поглинання, ЕПР і ТСЛ кристалів і скла із складами Ca₃Ga₂Ge₃O₁₂ і Ca₃Ga₂Ge₄O₁₄ та скла і кераміки із складом Ca₃Ga₂O₆, опромінених УФ, рентгенівськими, - і - променями. Визначені компоненти g - тензора і термічна стабільність та встановлена електронна і локальна структура радіаційних парамагнітних центрів в композиційно-невпорядкованих кристалах Сa - галогерманату та склі системи СаO-Ga₂O₃-GeO₂.

Ключові слова: система CaO-Ga₂O₃-GeO₂, германатне скло, EXAFS, локальна структура, центри люмінесценції, рекомбінаційний механізм, іони Mn²⁺, іони Cr³⁺, кінетика люмінесценції, рідкісноземельні іони, аналіз Джадда-Офельта, радіаційні дефекти, ТСЛ, ЕПР.

Аннотация

Падляк Б.В. Спектроскопия и структура центров люминесценции и радиационных дефектов в стеклах системи СaO-Ga₂O₃-GeO₂. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук по специальности 01.04.05 - оптика, лазерная физика. Институт физической оптики Министерства образования и науки Украины, Львов, 2006.

Диссертация посвящена синтезу и исследованиям структуры и оптико-люминесцентных свойств нового класса оптических материалов со структурой стекла на основе окислов CaO, Ga₂O₃ и GeO₂. Рассмотрены особенности синтеза стекол в системе CaO­Ga₂O₃-GeO₂. Разработана технология получения и синтезированы номинально-чистые и легированные переходными (Cr, Mn) и редкоземельными (Eu, Ho, Er, Nd и Ce) элементами стекла высокого оптического качества и химической чистоты с основными составами Ca₃Ga₂Ge₃O₁₂, Ca₃Ga₂Ge₄O₁₄ и Ca₃Ga₂O₆. Методами рентгенографии, молекулярной динамики и спектроскопии EXAFS показано, что основными структурными единицами в стеклах системы СаO-Ga₂O₃-GeO₂ являются смешанные тетраэдры (Ge/Ga)O₄ и октаэдры (Ge/Ga)O₆. Из анализа K - края атомов Ga и Ge в спектрах EXAFS определены структурные параметры (междуатомные расстояния и координационные числа) для Ga и Ge в стеклах составов Ca₃Ga₂Ge₃O₁₂ (гранат) и Ca₃Ga₂Ge₄O₁₄ (Ca - галлогерманат).

Исследованы и проанализированы показатели преломления, спектры КРС, ЭПР, оптического поглощения и собственной люминесценции в нелегированных стеклах составов Ca₃Ga₂Ge₃O₁₂, Ca₃Ga₂Ge₄O₁₄ и Ca₃Ga₂O₆. На основании анализа спектров и кривых затухания люминесценции, полученных при УФ и соответствующем синхротронном возбуждении в стеклах и кристалах системы СаO-Ga₂O₃-GeO₂, предложен рекомбинационный механизм собственной люминесценции, подтвержденный методом ЭПР. Проведены исследования спектров оптического поглощения, люминесценции, кинетики люминесценции и ЭПР в стеклах составов Ca₃Ga₂Ge₃O₁₂ и Ca₃Ga₂Ge₄O₁₄, легированных Mn (содержание Mn 0,001 0,2 вес. %), на основании которых установлены особенности вхождения примеси Mn в стекло системы СaO-Ga₂O₃-GeO₂, локальная структура центров люминесценции Mn²⁺ и их влияние на собственную люминесценцию стекол.

Рассмотрены особенности электронной и локальной структуры примесных центров Cr и оптико-люминесцентных свойств ионов Cr³⁺ в стекле системы CaO-Ga₂O₃-GeO₂ и его кристаллических аналогах со структурой граната и Ca-галлогерманата. На основании исследований и анализа спектров люминесценции при атмосферном давлении и высоких гидростатических давлениях (до 150 кбар), кинетики люминесценции и ЭПР обнаружены низкополевые и высокополевые центры Cr³⁺ в стекле состава Ca₃Ga₂Ge₃O₁₂:Cr (содержание Cr 0,010,2 вес. %) и высокополевые центры Cr³⁺ в микровключениях кристаллических фаз в матрице стекла. Из данных оптической спектроскопии определены сила кристаллического поля (10Dq), параметры Рака (B и C) и энергия электрон-решеточного взаимодействия () для высокополевых центров люминесценции Cr³⁺ в стекле и включениях кристаллической фазы и построена конфигурационно-координатная диаграмма для центров Cr³⁺ в структуре стекла.

Проведены исследования и анализ спектров оптического поглощения, люминесценции, ЭПР, EXAFS (L₃ - край) и кинетики люминесценции в стеклах состава Ca₃Ga₂Ge₃O₁₂, легированных Eu, Ho, Er и Nd, на основании которых установлена электронная и локальная структура редкоземельных центров люминесценции (Eu³⁺, Ho³⁺, Er³⁺ и Nd³⁺). Определены параметры интенсивности Джадда-Офельта и основные оптико-люминесцентные и лазерные характеристики ионов Er³⁺ и Nd³⁺ в стекле состава граната.

Исследованы и проанализированы спектры оптического поглощения, ЭПР и ТСЛ кристаллов

и стекол составов Ca₃Ga₂Ge₃O₁₂ и Ca₃Ga₂Ge₄O₁₄, а также стекла и керамики состава Ca₃Ga₂O₆, облученных УФ, рентгеновскими, - и - лучами. Определены компоненты g - тензора, термическая стабильность и установлена электронная и локальная структура радиационных парамагнитных центров в композиционно-неупорядоченных кристаллах Са - галогерманата и стеклах системы СаO-Ga₂O₃-GeO₂.

Ключевые слова: система CaO-Ga₂O₃-GeO₂, германатное стекло, EXAFS, локальная структура, центры люминесценции, рекомбинационный механизм, ионы Mn²⁺, ионы Cr³⁺, кинетика люминесценции, редкоземельные ионы, анализ Джадда-Офельта, радиационные дефекты, ТСЛ, ЭПР.

Abstract

Padlyak B.V. Spectroscopy and Structure of the Luminescence Centres and Radiation-Induced Defects in the Glasses of СaO-Ga₂O₃-GeO₂ System. - Manuscript.

Dissertation for a scientific degree Doctor of Physical and Mathematical Sciences in the speciality 01.04.05 - Optics, Laser Physics. Institute of Physical Optics, Ministry of Education and Science of Ukraine, Lviv, 2006.

The dissertation is devoted to synthesis and investigations of the structure, optical and luminescence properties of the new class of optical materials with glass structure based on the CaO, Ga₂O₃, and GeO₂ oxides. Peculiarities of glasses synthesis in the CaO­Ga₂O₃-GeO₂ system are considered. On the basis of elaborated glass synthesis technology, the nominally-pure and doped with transition (Cr, Mn) and rare-earth (Eu, Ho, Er, Nd, and Ce) elements glasses of high optical quality and chemical purity with Ca₃Ga₂Ge₃O₁₂, Ca₃Ga₂Ge₄O₁₄, and Ca₃Ga₂O₆ basic compositions were obtained. By X-ray scattering, molecular dynamics simulations and EXAFS spectroscopy it was shown that the mixed tetrahedral (Ge/Ga)O₄ and octahedral (Ge/Ga)O₆ groups are the main structural units in the glasses of СaO-Ga₂O₃-GeO₂ system. On the basis of Ga and Ge K - edge EXAFS analysis the structural parameters (interatomic distances and coordination numbers) for Ga and Ge atoms in the glasses with Ca₃Ga₂Ge₃O₁₂ (garnet) and Ca₃Ga₂Ge₄O₁₄ (Ca - gallogermanate) compositions were obtained.

The refractive indices and Raman, EPR, optical absorption and intrinsic luminescence spectra in the un-doped glasses with Ca₃Ga₂Ge₃O₁₂, Ca₃Ga₂Ge₄O₁₄, and Ca₃Ga₂O₆ compositions were investigated and analyzed. Based on the analysis of luminescence spectra and decay curves, obtained under UV and corresponding synchrotron excitation, the recombination mechanism of intrinsic luminescence in the glasses and crystals were proposed, which was supported by EPR method. The optical absorption, luminescence, luminescence decay and EPR of the Mn - doped (Mn content 0.001 0.2 wt. %) glasses with Ca₃Ga₂Ge₃O₁₂ and Ca₃Ga₂Ge₄O₁₄ compositions were investigated and analyzed. The incorporation peculiarities of Mn impurity into the СaO-Ga₂O₃-GeO₂ glass network, local structure of the Mn²⁺ luminescence centres and their influence on the intrinsic luminescence of the glasses were considered.

Peculiarities of electron and local structure of the impurity Cr centres and optical and luminescence properties of the Cr³⁺ ions in the glasses of CaO-Ga₂O₃-GeO₂ system and their crystalline analogies with garnet and Ca - gallogermanate structure are considered. The low-field and high-field Cr³⁺ centres in the glass with Ca₃Ga₂Ge₃O₁₂:Cr composition (Cr content 0.01 0.2 wt. %) and high-field Cr³⁺ centres in the precipitates of crystalline phases in the glass matrix were registered by luminescence, high-pressure luminescence (up to 150 bar), luminescence kinetics and EPR techniques. From optical spectroscopy data the crystal field strength (10Dq), the Racah parameters (B and C) and the energy of electron-lattice interaction () for high-field Cr³⁺ centres in the glass and precipitates of crystalline phase were determined and the configuration-coordinate diagram for Cr³⁺ centres in the glass structure was created.

The optical absorption, luminescence, EPR and EXAFS (L₃ - edge) spectra as well as luminescence kinetics in the Eu-, Ho-, Er-, and Nd - doped glasses with Ca₃Ga₂Ge₃O₁₂ composition were investigated. On the basis of obtained data analysis the electron and local structure of the rare-earth luminescence centres (Eu³⁺, Ho³⁺, Er³⁺, and Nd³⁺) were determined. The Judd-Ofelt intensity parameters and basic luminescence and lasers characteristics of Er³⁺ and Nd³⁺ ions in the glass with garnet composition were calculated.

The optical absorption, EPR and TSL spectra of the UV -, X -, - and - irradiated crystals and glasses with Ca₃Ga₂Ge₃O₁₂ and Ca₃Ga₂Ge₄O₁₄ compositions as well as glass and ceramics with Ca₃Ga₂O₆ composition, were investigated and analyzed. The g - tensor values and thermal stability of the radiation-induced paramagnetic centres and their electron and local structure in the compositionally-disordered Ca - gallogermanate crystals and glasses of СаO-Ga₂O₃-GeO₂ system were determined.

Keywords: CaO-Ga₂O₃-GeO₂ system, germanate glasses, EXAFS, local structure, luminescence centres, recombination mechanism, Mn²⁺ ions, Cr³⁺ ions, luminescence kinetics, rare-earth ions, Judd-Ofelt analysis, radiation-induced defects, TSL, EPR.

Размещено на Allbest.ru