danДоклады Национальной академии наук БеларусиDoklady of the National Academy of Sciences of Belarus1561-83232524-2431The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"dan-162Research ArticleФИЗИКАPHYSICSФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ В ВИДИМОЙ ОБЛАСТИ СПЕКТРА АКТИВИРОВАННОГО ТРЕХВАЛЕНТНЫМИ ИОНАМИ ПРАЗЕОДИМА ТИОГАЛЛАТА КАЛЬЦИЯ В ИНТЕРВАЛЕ ТЕМПЕРАТУР 10–300 КPHOTOLUMINESCENCE OF CALCIUM THIOGALLATE ACTIVATED BY TRIVALENT PRASEODYMIUM IONS IN THE TEMPERATURE RANGE 10–300 KЛЕОНЕНЯМ. С.LEANENIAM. S.max.leanenia@gmail.comЛУЦЕНКОЕ. В.LUTSENKOE. V.e.lutsenko@ifanbel.bas-net.byРЖЕУЦКИЙН. В.RZHEUTSKIM. V.m.rzheutski@ifanbel.bas-net.byПАВЛОВСКИЙВ. Н.PAVLOVSKIIV. N.v.pavlovskii@ifanbel.bas-net.byЯБЛОНСКИЙГ. П.YABLONSKIIG. P.g.yablonskii@ifanbel.bas-net.byНАГИЕВТ. Г.NAGHIYEVT. G.tural@nagiyev.netТАГИЕВБ. Г.TAGIEVB. G.bahadur34@mail.ruАБУШОВС. А.ABUSHEVS. A.said_abushov@yahoo.comТАГИЕВО. Б.TAGIEVO. B.oktay58@mail.ruИнститут физики им. Б. И. Степанова НАН Беларуси, МинскB. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Sciences of Belarus, MinskИнститут физики НАН Азербайджана, БакуInstitute of Physics of NAS of Azerbaijan, BakuФилиал МГУ им. М. В. Ломоносова в г. Баку, БакуM. V. Lomonosov department of MSU in Baku, Baku2015070620165965761Copyright © ЛЕОНЕНЯ М.С., ЛУЦЕНКО Е.В., РЖЕУЦКИЙ Н.В., ПАВЛОВСКИЙ В.Н., ЯБЛОНСКИЙ Г.П., НАГИЕВ Т.Г., ТАГИЕВ Б.Г., АБУШОВ С.А., ТАГИЕВ О.Б., 20162016ЛЕОНЕНЯ М.С., ЛУЦЕНКО Е.В., РЖЕУЦКИЙ Н.В., ПАВЛОВСКИЙ В.Н., ЯБЛОНСКИЙ Г.П., НАГИЕВ Т.Г., ТАГИЕВ Б.Г., АБУШОВ С.А., ТАГИЕВ О.Б.LEANENIA M.S., LUTSENKO E.V., RZHEUTSKI M.V., PAVLOVSKII V.N., YABLONSKII G.P., NAGHIYEV T.G., TAGIEV B.G., ABUSHEV S.A., TAGIEV O.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.belnauka.by/jour/article/view/162

Изучена фотолюминесценция (ФЛ) халькогенидного полупроводникового соединения CaGa2S4:Pr3+ в интервале температур 10–300 К при возбуждении лазерными импульсами наносекундной длительности на длине волны 456 нм. Спектр ФЛ состоит из серии интенсивных линий на 494, 631, 654 и 741 нм, обусловленных электронными переходами в ионах празеодима с уровня 3Р0 на 3H4, 3H6, 3F2 и 3F4 соответственно. Установлено, что повышение концентрации ионов празеодима в CaGa2S4 с 3 до 7 ат. % приводит к двукратному возрастанию интегральной интенсивности ФЛ. Температурное тушение ФЛ соединения CaGa2S4:Pr3+ в диапазоне 10–300 К составило всего лишь 50 и 75 % для 7 и 3 ат. % празеодима соответственно. Установлено, что при 10 К временные постоянные затухания наиболее интенсивных линий ФЛ находятся в интервале τe = 3,5–4,5 мкс с незначительной по вкладу быстрой компонентой длительностью около 1 мкс при 300 К. С повышением температуры от 10 до 300 К наблюдается сокращение времен затухания не более чем на 0,1 мкс и появление в кинетиках затухания ФЛ быстрой компоненты длительностью от 2,15 до 1,1 мкс в интервале от 220 до 300 К.

The photoluminescence (PL) of the chalcogenide semiconductor compound CaGa2S4:Pr3+ was studied in the temperature range 10–300 K under nanosecond pulsed laser excitation at 456 nm. The PL spectrum consists of a number of intense lines at 494, 631, 654 and 741 nm, formed by electronic transitions in praseodymium ions from 3P0 to 3H4, 3H6, 3F2 and 3F4 levels, respectively. It was found that the rise in the concentration of praseodymium ions in CaGa2S4:Pr3+ from 3 to 7 at. % resulted in a double increase of the PL intensity. Temperature quenching only by 50 and 75 % of the PL intensity of CaGa2S4:Pr3+ with 7 and 3 at. % Pr3+ ions concentration, respectively, was obtained in the range 10–300 K. It is shown that at 10 K the decay time constants of the most intense lines of the PL are between 3.9–4.8 μs. The decrease of the PL decay time constants by less than 0.1 μs with increasing the temperature up to 300 K and the appearance of a fast component with a duration constant of about 2.15–1.1 μs in the temperature range 220–300 K were obtained.

тиогаллат кальцияпразеодимфотолюминесценцияредкоземельный элементтемпературное тушениеcalcium thiogallatepraseodymiumphotoluminescencerare earth elementtemperature quenchingReferencesSpectroscopy and Lanthanide Impurity Level Locations in CaGa2S4:Ln3+ ( Ln = C e, P r, T b, E r, Tm) / A . B essie`re [et al.] // J. of The Electrochemical Society. – 2004. – Vol. 151, iss. 12. – P. 254–260.Spectroscopy and Lanthanide Impurity Level Locations in CaGa2S4:Ln3+ ( Ln = C e, P r, T b, E r, Tm) / A . B essie`re [et al.] // J. of The Electrochemical Society. – 2004. – Vol. 151, iss. 12. – P. 254–260.Nazarov, M. Structural and luminescent properties of calcium, strontium and barium thiogallates / M. Nazarov, D. Y. Noh, H. Kim // Materials Chemistry and Physics. – 2008. – Vol. 107. – P. 456–464.Nazarov, M. Structural and luminescent properties of calcium, strontium and barium thiogallates / M. Nazarov, D. Y. Noh, H. Kim // Materials Chemistry and Physics. – 2008. – Vol. 107. – P. 456–464.Effect of excitation level on the photoluminescence of barium thiogallate activated with europium and cerium ions / V. Z. Zubelevich [et al.] // Zh. Prikl. Spektrosk. – 2011. – Vol. 78, iss. 2. – P. 234–239.Effect of excitation level on the photoluminescence of barium thiogallate activated with europium and cerium ions / V. Z. Zubelevich [et al.] // Zh. Prikl. Spektrosk. – 2011. – Vol. 78, iss. 2. – P. 234–239.Radiative and non-radiative processes of Ce related transitions in CaGa2S4 and SrGa2S4 / A. Kato [et al.] // J. of Physics and Chemistry of Solids. – 2003. – Vol. 64. – P. 1511–1517.Radiative and non-radiative processes of Ce related transitions in CaGa2S4 and SrGa2S4 / A. Kato [et al.] // J. of Physics and Chemistry of Solids. – 2003. – Vol. 64. – P. 1511–1517.Photoluminescence of Ce and Pr codoped calcium thiogallate / A. Anedda [et al.] // Physica Status Solidi (C). – 2006. – Vol. 3, iss. 8. – P. 2717–2721.Photoluminescence of Ce and Pr codoped calcium thiogallate / A. Anedda [et al.] // Physica Status Solidi (C). – 2006. – Vol. 3, iss. 8. – P. 2717–2721.Gün, T. Power scaling of laser diode pumped Pr3+:LiYF4 cw lasers: efficient laser operation at 522:6 nm, 545:9 nm, 607:2 nm, and 639:5 nm / T. Gün, P. Metz, G. Huber // Optics Letters. – 2011. – Vol. 36, iss. 6. – P. 1002–1004.Gün, T. Power scaling of laser diode pumped Pr3+:LiYF4 cw lasers: efficient laser operation at 522:6 nm, 545:9 nm, 607:2 nm, and 639:5 nm / T. Gün, P. Metz, G. Huber // Optics Letters. – 2011. – Vol. 36, iss. 6. – P. 1002–1004.Diode pumped laser operation and spectroscopy of Pr3+:LaF3 / F. Reichert [et al.] // Optics Express. – 2012. – Vol. 20, iss. 18. – P. 20387–20395.Diode pumped laser operation and spectroscopy of Pr3+:LaF3 / F. Reichert [et al.] // Optics Express. – 2012. – Vol. 20, iss. 18. – P. 20387–20395.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.