Processus de photoionisation et mécanismes de fluorescence d'ions terres rares divalents Eu2+ et Yb2+ dans des monocristaux de fluorures alcalino-terreux MF2 (M=Ca, Sr, Ba)
par Bruno Courtois
Thèse de doctorat en Sciences. Physique et spectroscopie des matériaux
Sous la direction de Christian Pédrini.
Soutenue en 1990
à Lyon 1 .
Le jury était composé de Christian Pédrini.
- Photoionisation
- Centres d'impureté
- Excitons
- Europium
- Ytterbium
- Photoconductivité
- Fluorescence
- Fluorures
- Métaux alcalinoterreux
mots clés
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Résumé
Les phenomenes de photoionisation des ions impuretes dans les cristaux isolants peuvent etre a l'origine de pertes d'energie considerables dans des materiaux laser potentiels. Nous en avons entrepris une etude detaillee dans le cas particulier d'ions terres rares divalents (eu et yb) dans des fluorures alcalino terreux (caf#2, srf#2 et baf#2). Lorsque les niveaux d'energie d'une impurete sont degeneres dans la bande de conduction du cristal hote, l'electron excite dans un de ces niveaux peut se delocaliser a la suite d'une auto-ionisation qui s'accompagne d'une relaxation des ligandes autour de l'ion terre rare trivalent. Si cet electron et le trou associe sur l'impurete restent lies, on a alors formation d'un exciton piege sur l'impurete. La fluorescence due a la recombinaison de l'electron et du trou est dite anormale car fortement decalee vers le rouge. Une interpretation precise des spectres d'absorption, d'excitation, d'emission, des mesures de photoconductivite, de polarisation et des durees de vie de nos systemes a ete possible dans le cadre de ce modele. En particulier, il est possible d'expliquer la duree de vie courte a basse temperature de baf#2:eu et celle longue de caf#2:yb, ainsi que l'absence ou la presence d'un temps de montee a temps court selon l'energie d'excitation
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Titre traduit
Photoionisation and luminescence processes of divalent rare earth ions (eu and yb) in monocristals of alkaline earth fluoride (caf#2, srf#2 and baf#2)
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