Universität Osnabrück, Graduiertenkolleg Mikrostruktur oxidischer

54 UNIVERSITÄT OSNABRÜCK, FACHBEREICH PHYSIK
angeregte Zustand von T2 langlebiger sein muss als der von T1 (vgl. die Literaturdaten: Lit1=1,4 ms, Lit2=
47 µs, bei 10 K). Der Nachweis einer Resonanz von T2 ein paar Millisekunden nach dem Abschalten des Anregungslichtes
lieferte den endgültigen Beweis, dass die Lebensdauer von T2 in der Größenordnung von ms liegt.
Daher muss die bisherige Zuordnung T2=Lit2 [RRT98]revidiert werden. Diese Zuordnung wurde aufgrund der
Messung der spektralen Abhängigkeit der ODMR-Signale für vier verschiedene Wellenlängenbereiche getroffen
[RRT98]. Daher galt es, diese spektrale Abhängigkeit genauer zu messen. Dies gelang mittels einer sogenannten
Tagged-Lumineszenz-Messung, bei der die ODMR-Signalhöhe als Funktion der Emissionswellenlänge gemessen
wird (Abb. 3).
Der Vergleich der „blauen“ Tagged-Lumineszenzbande (Abb. 3) mit der „blauen“ Bande aus der Literatur (Lit1)
ergibt gute Übereinstimmung. Kleinere Abweichungen können durch unterschiedliche Messtemperaturen und
die Triplett-Singulett-Aufspaltung (1000 cm -1 [WMB95b]) des angeregten Zustands erklärt werden. Damit wurde
unsere bisherige Annahme T1=Lit1 bestätigt. Bei der „grünen“ Bande hingegen sind die spektralen Unterschiede
so groß, dass die Zuordnung T2=Lit2 nicht aufrechterhalten werden kann. Vielmehr liegt nun die Existenz
von mehreren „grünen“ Zentren nahe. Dies steht zudem im Einklang mit den oben beschriebenen Lebensdauer-relevanten
Messungen und wird weiterhin durch Simulationsrechnungen unterstützt. Für diese Rechnungen
wurde das Modell von Wong et al. erweitert, indem die Aufspaltung innerhalb des Triplett-Zustands und die
dazugehörigen unterschiedlichen Lebensdauern der Subzustände berücksichtigt wurden [RR00a]. Das Modell
kann für vernünftige Parametersätze die Temperaturabhängigkeit der Lebensdauer für Lit2 bis zu 10 K hinab
sehr gut darstellen, kann aber nicht einen Sprung der Lebensdauer von 47 µs auf ca. 1 ms bei Absenkung der
Temperatur von 10 K auf 4,2 K wiedergeben. Nur ein solcher Sprung könnte, wie erwähnt, die ODMR-
Ergebnisse unter der Annahme T2=Lit2 erklären. Also kann das Zentrum T2 nicht die Ursache der kurzlebigen
„grünen“ Emission aus der Literatur sein, d.h. es gilt T2≠Lit2.
Abbildung 1: ODMR-Signal als Funktion von Mikrowellenleistung.
Die Mikrowellenleistung wurde an der Quelle
berechnet. Somit stellt die Abszisse lediglich eine relative
Skala dar.
Abbildung 2: ODMR in hochdotiertem Al2O3:Ti. Neben
den schon bekannten Übergängen von den Triplett-
Zentren T1 und T2 sind neue Übergänge bei
B = 80 mT und bei B = 400 mT zu beobachten.
Weitere Untersuchungen an einer höherdotierten Al2O3:Ti-Probe haben neben den schon bekannten Resonanzen
von den Zentren T1 und T2 noch weitere Resonanzen bei B = 80 mT und bei B
= 400 mT geliefert
(Abb. 2) [RR00b]. Dabei handelt es sich, wie unten gezeigt wird, um ein weiteres Triplett-Zentrum T3. Um die
Form der Emissionsbande von T3 festzustellen, wurde die Abhängigkeit der ODMR-Signalintensität von der
Emissionswellenlänge, die sogenannte Tagged-Lumineszenz, aufgenommen (Abb. 3).