Universität Osnabrück, Graduiertenkolleg Mikrostruktur oxidischer

56 UNIVERSITÄT OSNABRÜCK, FACHBEREICH PHYSIK
und E (orthorhombisch) — die Komponenten des Kristallfeldtensors im Hauptachsensystem des Zentrums
darstellen.
In Tab. 1 sind die Parameter der Anpassung mit dem obigen Spin-Hamiltonian angegeben und zum Vergleich
die Parameter von T1 und T2. Die mit diesem Parametersatz erzeugten Resonanzzweige sind in der
Winkelabhängigkeit mit durchgezogenen Linien dargestellt.
Zentrum
Emission
Relaxationszeit
& Lebensdauer
Eulerwinkel, ˚
α
β
γ
g X
g -Tensor
g Y
g Z
Kristallfeld-
Aufspaltung
D
cm -1
E
cm -1
T1* „blau“ T1>τ 99,3 50,4 -55 1,999 1,958 1,941 0,306 0,034
T2* „grün“ T1>τ 87,3 62,7 -44 1,985 1,987 1,985 0,342 0,054
T3 „grün“ - 103 51 80 1,85 1,80 1,65 1,1 0,01
Tabelle 1 Zusammenfassung der Ergebnisse der Triplett-Zentren T1, T2 und T3, die entsprechend der „blauen“
und den „grünen“ Lumineszenzbanden zugeordnet wurden. Die von T3 kommenden Zweige sind in Abb. 4 mit
Kurven dargestellt. (*Aus dem vorherigen Bericht.)
Das neue Zentrum T3 hat eine dreimal größere Nullfeldaufspaltung D des Triplett-Niveaus als T1 und T2. Die
Eulerwinkel von T3 α und β sind sehr nah zu denen von T1, was auf eine mikroskopische Ähnlichkeit der Zentren
hinweist. Der Eulerwinkel γ kann ignoriert werden, da T3 beinahe axial ist (γ zeigt die Richtung der orthorhombischen
Verzerrung).
Neben den mit den Simulationskurven beschriebenen Resonanzzweigen von T3 sind weitere Resonanzen zu
beobachten, die sich sehr ähnlich wie die Resonanzen von T3 verhalten. Dies ist besonders gut zu beobachten
beim Winkel +40˚ zwischen 250 mT und 400 mT. Solche Resonanzen können auftreten, wenn die Mikrowellenquelle
neben der Hauptfrequenz Seitenbanden aufweist. Dies konnte experimentell ausgeschlossen werden.
Offensichtlich kommen besagte Resonanzen von T3-ähnlichen Zentren, die sich möglicherweise in einer modi-
-1 -1
fizierten Umgebung befinden. Eine Simulation ergibt etwas kleinere D -Werte (1,08 cm und 1,05 cm ) bei
identischen Eulerwinkeln und g -Werten. Man darf also von einer Familie von T3-ähnlichen Zentren ausgehen.
Zentrum T3 lässt sich schwerer sättigen als die Zentren T1 und T2, so dass man versucht sein kann, T3 mit dem
kurzlebigen Zentrum mit „grüner Emission“ Lit2 zu identifizieren.
Alle Versuche, im YAlO3 das Pendant zu den Zentren T1 und T2 zu finden, sind bisher fehlgeschlagen. Die
gemessenen Anregungs- und Emissionsspektren stehen in Einklang mit Literaturdaten [BDK96], jedoch konnte
keine ODMR nachgewiesen werden. Dies kann auf eine kürzere Lebensdauer der angeregten Zustände zurückzuführen
sein. Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass sich die ODMR nicht wie im Al2O3 in einer Änderung
der Emissionsintensität äußert sondern nur über die Polarisation der Emission nachweisen lässt. Entsprechende
Experimente wurden durchgeführt. Ein Nachweis von ODMR war aber nicht möglich. Entweder erfolgt die
Emission unpolarisiert oder die optische Zweiachsigkeit des Kristalls zerstört die Lichtpolarisation.
In Vorversuchen ist es gelungen, ein sehr breites unstrukturiertes ODMR-Signal bei g ≈ 3 mittels der „grünen“
intrinsischen Lumineszenz [E99] von KTaO3
zu detektieren. Versuche, eine Struktur unter der breiten Resonanz
zu entdecken oder eine Winkelabhängigkeit zu detektieren, führten leider nicht zum Erfolg. Die experimentelle
Information bleibt ohne weitere Untersuchungen gering.
Vermutlich wegen Materialermüdung ist der Kryostat gegen Ende des Berichtszeitraums beschädigt worden,
was eine Fortsetzung der Experimente äußerst erschwert hat. Messungen waren nur unter enormem Heliumverbrauch
und großem Zeitaufwand möglich. Erfahrungsgemäß wäre eine Reparatur sehr zeitraubend gewesen
und konnte im gegebenen Zeitrahmen nicht in Angriff genommen werden.
Ausblick
Ein neues Triplett-Zentrum im Al2O3 T3 mit einer Emissionsbande ähnlich wie die von T2 aber einer dreimal
größeren Nullfeldaufspaltung konnte nachgewiesen werden. Die Winkelabhängigkeit weist weitere Zweige auf,
die auf weitere T3-ähnliche Zentren hindeuten.. Vermutungen können geäußert werden, dass T3 eine Zentren-