Orientador: Vólia Lemos Crivellenti

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica " Gleb Wataghin"

Resumo: Nesta tese são estudadas as luminescências do Cr3+ e do CO2+ na matriz cristalina KZnF3 nas condições de pressão atmosférica e altas pressões hidrostáticas. Tais sistemas possuem a importante característica de emitirem numa larga banda do espectro eletromagnético, do infravermelho distante...

Resumo: Nesta tese são estudadas as luminescências do Cr3+ e do CO2+ na matriz cristalina KZnF3 nas condições de pressão atmosférica e altas pressões hidrostáticas. Tais sistemas possuem a importante característica de emitirem numa larga banda do espectro eletromagnético, do infravermelho distante até próximo do visível. Como conseqüência, são bons materiais para a produção de lasers sintonizáveis. O espectro de luminescência do KZnF3:Cr3+ é caracterizado por uma banda larga correspondente à transição eletrônica 4T2 ® 4A2 no regime de campo fraco. O efeito produzido pelo acréscimo de pressão hidrostática é um aumento do campo cristalino. Campo cristalino forte é caracterizado por uma luminescência de linhas finas, correspondentes à transição 2E ® 4A2. Neste trabalho foram determinadas as pressões nas quais ocorre o cruzamento dos estados eletrônicos excitados 4T2 - 2E do Cr3+ para o íon no sítio de simetria cúbica, bem como a pressão de cruzamento para o íon nos sítios de simetria trigonal e tetragonal à baixa temperatura. Foi realizada a identificação de todas as linhas finas que aparecem nos espectros de luminescência de baixa temperatura e altas pressões. Um estudo da luminescência do KZnF3:Co2+ foi feito à baixa temperatura e diversas pressões. À pressão atmosférica foi possível fazer a identificação de várias linhas do espectro de emissão, correspondentes a transições zero-fônon e outras a transições eletrônicas envolvendo fônons. Os resultados permitiram determinar o comportamento de várias energias de transição eletrônica com a pressão

Abstract: High resolution luminescence measurements were performed in KZnF3:Cr3+ and KZnF3:Co2+ for pressure varying in the range 0 - 12.5 GPa and temperature chosen between 300 K and 15 K. These materiais are solid-state wide band tunable lasers and their emission cover the region from far...

Abstract: High resolution luminescence measurements were performed in KZnF3:Cr3+ and KZnF3:Co2+ for pressure varying in the range 0 - 12.5 GPa and temperature chosen between 300 K and 15 K. These materiais are solid-state wide band tunable lasers and their emission cover the region from far infra-red up to near visible spectrum. The reason for the tunability is that some of the electronic transitions of the impurity couple to the host lattice and exhibit broad band emission. At atmospheric pressure the multiphonon broad band emission from KZnF3:Cr3+ is due to the 4T2 ® 4A2 transition. The emission can be displaced towards the red portion of the visible spectrum by application of pressure. The limit is established by the crossing from low- to high-crystal-field regime. The results of this work lead to the determination of the crossing pressure at room temperature as well as at T = 90 K and furnish the direct measure of the separation between 2E and 4T2 states. The results are important because they open the possibility to select the tuning range for available pressures. Broadenings and line displacements observed for 2E close to the crossing region were attributed to the mixing of 2E and 4T2 states. In the high-crystal field regime, sharp lines dominate the spectra. These lines were identified with 2E ® 4A2 transitions from cubic and lower symmetry centers. Time-resolved spectroscopy provides support for our interpretation.
Emission from KZnF3:CO2+ at T = 20 K occurs with several sharp lines superimposing on a broad band. Assignments of the sharp lines are given here based on comparison with previous reported data. Pressure data furnish the behavior of several electronic transition energies. A complete understanding of the emission properties of this material is achieved through our analisis