Spektroskopische Untersuchungen am CsCdBr3

• Main Author: Demirbilek, Riza
• Format: Others
• Language: German; German; German; German; German; German; German; German; German; German; German; German; German; German; de
• Published: 2002
• Online Access: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/216/15/14_Erklaerung.pdf; https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/216/1/Deckblatt.pdf; https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/216/2/Inhaltsverzeichnis.pdf; https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/216/3/Kapitel1.pdf; https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/216/4/Kapitel2.pdf; https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/216/5/Kapitel3.pdf; https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/216/6/Kapitel4.pdf; https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/216/7/Kapitel5.pdf; https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/216/8/Kapitel6.pdf; https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/216/9/Kapitel7.pdf; https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/216/10/Kapitel8.pdf; https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/216/11/Anhang.pdf; https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/216/12/Danksagung.pdf; https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/216/13/Bildungsweg.pdf; Demirbilek, Riza <http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/view/person/Demirbilek=3ARiza=3A=3A.html> (2002): Spektroskopische Untersuchungen am CsCdBr3.Darmstadt, Technische Universität, [Online-Edition: http://elib.tu-darmstadt.de/diss/000216 <http://elib.tu-darmstadt.de/diss/000216> <official_url>],[Ph.D. Thesis]

CsCdBr3 ist ein interessanter Wirtskristall zur Erforschung der Ion-Ion-Wechselwirkung und kooperativer Effekte zwischen Selten-Erd-Ionen (SE3+). Das Kristallgitter besteht aus Ketten flächenverknüpfter [CdBr6]4- -Oktaeder, die durch parallele Cs+-Ionenketten zusammengehalten werden. Die [CdBr6]4- -Oktaeder können wegen der kovalenten Eigenschaft der Cd-Br-Bindung als Molkülkomplex betrachtet werden. Die dotierten dreiwertigen SE3+ ersetzen die Cd2+ -Ionen und bilden wegen der notwendigen Ladungskompensation hauptsächlich SE3+ – (Cd2+-Leerstelle) – SE3+ -Paare entlang der Cd-Kette. Für die SE3+ sind in diesem Kristall schnelle strahlungslose Relaxationen der optischen Anregungen und kooperative Hochkonversion nachgewiesen worden. Wegen seiner niedrigen maximalen Phononenfrequenz (~180 cm-1) sind Multiphononrelaxationen selten, was zur Folge hat, dass diese Relaxationsprozesse über größere Energielücken hauptsächlich über elektronische Anregungszustände des Gitters ablaufen. In dieser Arbeit werden Ergebnisse optisch-spektroskopischer Untersuchungen an undotiertem und SE-dotiertem CsCdBr3 dargestellt und diskutiert. Um erste Informationen über die angeregten elektronischen Gitterzustände des Kristalls zu erhalten, wurde breitbandige Röntgenanregung der Fluoreszenz angewendet. Wir erhielten drei Emissionsbanden: die UV (~26700 cm-1), die gelbe (~17800 cm-1) und die rote (~13500 cm-1) Bande. Die Temperaturabhängigkeit der Fluoreszenz ergab eine Aktivierungsenergie der Fluoreszenzlöschung von ~380 cm-1 für die UV und ~560 cm-1 für die rote Bande. Bei SE3+ dotierten Kristallen nimmt die SE3+ -Emissionsintensität im Bereich von ~70 K bis ~110 K mit steigender Temperatur zu. Dies ist ein Indikator für einen thermisch aktivierten Energietransfer vom Gitter zu den SE3+ -Ionen. Ein vollständiges spektroskopisches Bild des untersuchten Kristalls wurde durch Anregungsspektren auf den gefundenen Emissionsbanden mit Laser und Xe-Lampe erhalten. Die so nachgewiesenen Anregungs- und Emissionsbanden des Wirtskristalls wurden optischen Übergängen zwischen Molkülorbitalen des [CdBr6]4- -Komplexes zugeordnet. Um den Einfluß von Gitterdefekten und Exzitonen auf die Anregung der SE3+ -Zustände zu untersuchen, wurden Thermolumineszenz (TL)-Experimente durchgeführt. Nach der Röntgenanregung bei 4,2 K besteht das TL-Spektrum des CsCdBr3 hauptsächlich aus einem dominanten Peak um 90 K. Aus der Anfangsanstiegs- und der isothermen Abklingmethode wurde die Aktivierungsenergie (~1850 cm-1) der Thermolumineszenz ermittelt. In dotierten bzw. verunreinigten Kristallen kommen zusätzliche charakteristische TL-Peaks vor. Wir untersuchten und deuteten die Ladungstransfer- und 4f-5d-Übergänge einiger SE3+ im CsCdBr3. Aus unseren Meßergebnissen und veröffentlichten Daten sind die Energien dieser Übergänge für die ganze SE3+ -Serie abgeschätzt worden.