ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ В ВИДИМОЙ ОБЛАСТИ СПЕКТРА АКТИВИРОВАННОГО ТРЕХВАЛЕНТНЫМИ ИОНАМИ ПРАЗЕОДИМА ТИОГАЛЛАТА КАЛЬЦИЯ В ИНТЕРВАЛЕ ТЕМПЕРАТУР 10–300 К

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 τ_e = 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.

1. 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. Photoluminescence of Ce and Pr codoped calcium thiogallate / A. Anedda [et al.] // Physica Status Solidi (C). – 2006. – Vol. 3, iss. 8. – P. 2717–2721.

6. 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.

7. Diode pumped laser operation and spectroscopy of Pr3+:LaF3 / F. Reichert [et al.] // Optics Express. – 2012. – Vol. 20, iss. 18. – P. 20387–20395.