Krom katkılanmış oksit kristallerin spektroskopisi
Spectroscopy of chromium doped oxide crystals
- Tez No: 256046
- Danışmanlar: PROF. DR. RECEP YANIK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 174
Özet
Doldurulmamış d3 elektron kabuğuna sahip geçiş metal iyonları (Cr+3, Mn+4, V+2,?) en çok garnet yapılı oksit kristallerde, katıhal lazer sınıfı için yeni aktif ortam arayan araştırmacılar tarafından çalışılmaktadır. Bu çalışmanın temel amacı dört garnet kristaline katkılanan Cr+3 iyonunun emisyonunun konak kristale ve sıcaklığa bağlılığını incelemektir. Cr+3 katkılanmış garnet kristallerin lüminesans özellikleri 25 ile 800 K sıcaklık aralığında incelenmiştir.Kristaller giderek azalan kristal alan şiddetine sahip Y3Al5O12 (YAG), Gd3Ga5O12 (GGG), Gd3Sc2Ga3O12 (GSGG) ve CaY2Mg2Ge3O12 (CMYGG) dir. Bu çalışmada soğurma, emisyon, zamana bağlı lüminesans spektrumları, darbeli uyarma ölçümleri ve yaşam süresi hesapları yapılmıştır.Sıcaklık çalışmaları fononları incelemek üzere YAG için 800 K, GGG ve GSGG için 700 K değerine kadar genişletilmiştir. Daha önce literatürde yer almayan CYMGG kristali için 25-700 K sıcaklıkları arasında emisyon spektrumları ve darbeli uyarma ölçümleri yapılmıştır. Cr ile katkılandırılmış garnet kristallerinin emisyon spektrumlarının kristal alan şiddetine ve sıcaklığa bağlı olarak nasıl değiştiği incelenmiş ve her bir kristal içinde Krom iyonunun işgal ettiği merkezlerin sayısı bulunmuştur.Kristal alan şiddeti azaldıkça 4T2 seviyesinin etkisinin giderek arttığı tespit edilmiştir. GSGG ve CMYGG kristalleri için R çizgisinin emisyonu kT > ? E durumuna karşılık gelen sıcaklıklarda bile gözlenmektedir. Fakat YAG ve GGG kristalleri için bu durum söz konusu değildir. Ayrıca 2E ile 4T2 seviyeleri arasındaki ? E enerji boşluğu azaldıkça, R çizgilerinin yaşam sürelerinin kısaldığı gözlenmiştir. Düşük sıcaklıklarda yaşam süreleri YAG:Cr için 9.3 ms, GGG:Cr için 1.41 ms, GSGG:Cr için 280 ? s ve CYMGG:Cr için 280 ? s olarak hesaplanmıştır.Sonuç olarak, R çizgisi bölgesinde kaydedilen emisyon spektrumları ve darbeli uyarma sonuçlarından her bir kristal için Krom iyonunun birden fazla bölgeyi işgal ettiği anlaşılmıştır. Buna göre YAG:Cr için üç, GGG:Cr için beş, GSGG:Cr ve CMYGG:Cr için en az beş olmak üzere farklı Krom iyon merkezleri tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
The transition metals with an unfilled shell, such as (Cr3+, Mn4+, V2+,?) are mostly studied by the investigators searching for new active media for solid-state lasers in oxide crystals with the garnet structure. The main purpose of this study is to investigate the temperature and host crystal dependence of the emission of Cr3+ in four garnet crystals. The luminescence behavior of a number of garnet crystals doped with chromium ions is investigated in a temperature range of 25 to 800 K.The crystals we considered are, in order of decreasing crystalline field, Y3Al5O12 (YAG), Gd3Ga5O12 (GGG), Gd3Sc2Ga3O12 (GSGG) and CaY2Mg2Ge3O12 (CMYGG). In this study absorption, emission, time resolved luminescence spectra, response to the pulsed excitation measurements and the calculation of the lifetimes were done.We have extended the temperature studies up to 800 K for YAG, 700 K for GGG, and GSGG in order to study the phonons. The temperature dependence of the emission from the CYMGG crystal has not been previously reported and this work presents its emission spectra and response to the pulsed excitation measurements from 25 to 700 K. We have also investigated the influence of the temperature and crystal field strength on the emission spectra of Cr doped garnet cystals and results revealed the number of Cr sites.It has been determined that as the crystal field strength decrease, the effect of the 4T2 level increases. The R-line emissions have been observed to exist even at temperatures such that kT > ? E. However this is not the case for YAG and GGG. Morever the lifetime associated with the R-line emission decreases as the energy difference ? E between the 4T2 and 2E level changes. At low temperatures, the lifetimes of the emissions have been calculated as follows: 9.3 ms, 1.41 ms, 280 ? s, and 280 ? s for YAG:Cr, GGG:Cr, GSGG:Cr and CYMGG:Cr, respectively.In conclusion, from the emission spectra recorded at R-line region and the response of the pulsed excitation results, it has been concluded that all four crystals exhibit evidence of multiple centers due to the different Cr sites in each crystal. We have determined three centers for YAG:Cr, five centers for GGG:Cr, at least five centers for GSGG:Cr and CMYGG:Cr.
Benzer Tezler
- Preparation and characterization of silicon thin films
Silisyum ince filmlerinin hazırlanması ve karakterizasyonu
İSMAİL ATILGAN
Doktora
İngilizce
1993
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAYRAM KATIRCIOĞLU
- Improvement photocatalytic properties of doped nanoparticles synthesized by sol-gel method
Sol-jel yöntemi ile sentezlenen nanopartiküllerin fotokatalitik özelliklerinin geliştirilmesi
SILA CENGİZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Mühendislik BilimleriDokuz Eylül ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NECMİYE FUNDA AK AZEM
- NİO, NiCr2O4 ve α-Fe2O3 ince filmlerinin büyütülmesi, karekterizasyonu ve NiO ince filmlerinin gaz sensörü özelliğinin incelenmesi
Magnification of NİO, NiCr2O4 and α-Fe2O3 thin films, characterization and investigation of gas sensor properties of NiO thin films
ERDAL TURGUT
Doktora
Türkçe
2017
Fizik ve Fizik MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHAMMET YILDIRIM
DOÇ. DR. TEVHİT KARACALI
- High temperature wear performance of alloyed and carbide reinforced stellite 12 coatings
Alaşımlandırılmış ve karbür takviyeli stellite 12 kaplamaların yüksek sıcaklıkta aşınma davranışı
AMIR MOTALLEBZADEH
Doktora
İngilizce
2015
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
DOÇ. DR. ERDEM ATAR
- Synthesis and characterization of magnesium borates by solution combusion method
Çözeltide yanma yöntemiyle magnezyum boratların sentezi ve karakterizasyonu
HALİL ERDOĞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
KimyaHacettepe ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NURŞEN ALTUNTAŞ ÖZTAŞ