非晶質薄膜中の希土類イオンの配位子場制御に関する研究

非晶薄膜稀土离子配体场控制研究

基本信息

批准号：
06750860
负责人：
田部勢津久
金额：
$ 0.7万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

平成6年度までに、固体中の希土類イオンのf-f遷移を利用した材料の理論的設計を目指し、非輻射遷移の抑制とともに特定遷移確率の向上の重要性に着目し、配位子場との関係に関する一連の研究を行った。4f準位間の電気双極子遷移確率は、遷移前後の電子状態と配位子場の強度や対称性に依存するので局所構造の支配因子を明らかにするとともに、新規ガラスを作製しその組成と配位子場構造の関連を得、f軌道励起状態のダイナミクスも明らかにした。非輻射損失を支配する多フォノン緩和については、これまでにフォノンサイドバンド測定により局所構造と希土類イオンと結合したフォノンエネルギーとの関係を多くのガラス系について導き、高効率ホストの選択に必要な因子を明らかにした。さらに高い遷移確率を有する固体で共鳴波長領域においてEr、Tmの励起状態吸収を実現することにより示した。また高速緩和機構を時間分解分光を用いてダイナミクスを解析することにより、輻射および非輻射緩和の寄与を明らかにしながら調べ、ガラス中の希土類イオンの局所構造を明らかにするために、Eu-メスバウアー効果の測定を行い、配位子場を規定し、各準位の遷移確率や相対的なブランチ比を支配する強度パラメータを吸収スペクトルからJudd-Ofelt理論により算出し、その決定因子とガラス構造の関係について調べた。またその結果を応用して、Tm^3イオンの紫外、青色発光の強度比を制御することに成功した。これらの知見を基にTm^3,Er^<3+>イオンで赤外可視変換(アップコンバージョン)レーザガラスの設計に成功している(平成6年度光科学技術研究振興財団研究表彰受賞「4f電子遷移を利用した赤外可視変換希土類含有ガラス材料の設計」)。

到1994年，我们的目标是从理论上设计利用固体中稀土离子的f-f跃迁的材料，重点关注抑制非辐射跃迁和提高特定跃迁概率的重要性，并研究其与配体场的关系。系列研究4f能级之间的电偶极子跃迁概率取决于跃迁前后的电子态，以及配体场的强度和对称性。除了阐明局域结构的控制因素外，我们还创造了一种新的玻璃并确定了其组成。我们获得了配体场结构之间的关系，并阐明了f轨道激发态的动力学。对于主导非辐射损耗的多声子弛豫，我们迄今为止通过测量声子边带确定了许多玻璃系统的局域结构与耦合到稀土离子的声子能量之间的关系，并确定了选择所需的因素高效主机揭晓。此外，我们还证明了 Er 和 Tm 在固体谐振波长区域的激发态吸收，具有高跃迁概率。此外，通过使用时间分辨光谱分析快速弛豫机制的动力学，我们研究了辐射和非辐射弛豫的贡献，并且为了阐明玻璃中稀土离子的局域结构，我们研究了Eu -Mössbauer 我们测量了该效应，定义了配体场，使用 Judd-Ofelt 理论从吸收光谱计算了控制跃迁概率和每个能级相对分支比的强度参数，并确定了决定因素和玻璃结构。关系。此外，通过应用这些结果，我们成功地控制了Tm^3离子的紫外线和蓝色发射的强度比。基于这些发现，我们成功地设计了一种使用Tm^3、Er^<3+>离子的红外-可见转换（上转换）激光玻璃（获得1994年光子学科学技术研究基金会研究奖“4F”设计利用电子跃迁的红外-可见光转换含稀土玻璃材料”）。