Анотація до роботи:

Масалов А.О. Особливості формування спектрів і каналів релаксації енергії електронних збуджень центрів активації в об'ємних та нанорозмірних кристалах Re₂SiO₅:Pr³⁺, Ce³⁺ (Re=Y, Lu). – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук зі спеціальності 01.04.05 - оптика, лазерна фізика. Харківський національний університет ім. В.Н. Каразіна, Харків 2005.

У дисертації вивчено особливості формування спектрів і каналів релаксації енергії електронних збуджень центрів активації в об'ємних та нанорозмірних кристалах Re₂SiO₅:Pr³⁺, Ce³⁺ (Re=Y, Lu). Встановлені два механізми гашення флуоресценції іонів активатора в Y₂SiO₅:Pr³⁺ : (1) ферстеровський механізм між нееквівалентними оптичними центрами, (2) механізм кооперативної крос-релаксації в підсистемі однотипних оптичних центрів. Встановлено, що нанокристал Y₂SiO₅:Pr³⁺ з розміром менш ніж 5 нм має відмінну від об'ємного кристала атомну упаковку. У нанокристалі точкова група симетрії катіонного вузла, що займає іон Pr³⁺, стає більш високою. Виявлено, що в нанокристалі Y₂SiO₅:Pr³⁺ в результаті квантово-розмірного ефекту відбувається суттєва модифікація спектра коливальних станів. Це виявляється в уповільненні швидкості безвипромінювальної релаксації за штарківськими компонентами ¹D₂ терма іона Pr³⁺. В роботі показано, що зона провідності кристала Lu₂SiO₅:Ce³⁺ відіграє ключову роль в транспорті електронів та дезактивації електронних пасток, відповідальних за термолюмінесцентні властивості кристала.

У дисертаційній роботі розв'язана поставлена задача та встановлені особливості формування спектрів і каналів релаксації енергії електронних збуджень центрів активації в об'ємних та нанорозмірних кристалах Re₂SiO₅:Pr³⁺, Ce³⁺ (Re=Y, Lu). Основними науковими та практичними результатами є такі:

1. Встановлені два механізми гашення люмінесценції іонів активатора в кристалі Y₂SiO₅:Pr³⁺ : (а) ферстеровський механізм між нееквівалентними оптичними центрами, (б) механізм кооперативної крос-релаксації в підсистемі однотипових оптичних центрів.

2. У нанокристалі Y₂SiO₅:Pr³⁺ з розміром 5 нм має місце відмінна від об'ємного кристала атомна упаковка. У нанокристалі точкова група симетрії катіонного вузла, що займає іон Pr³⁺, стає більш високою.

3. У нанокристалі Y₂SiO₅:Pr³⁺ в результаті квантово-розмірного ефекту відбувається суттєва модифікація спектра коливальних станів. Це виявляється в уповільненні швидкості безвипромінювальної релаксації за штарківськими компонентами ¹D₂ терма іона Pr³⁺.

4. Показано, що зона провідності кристала Lu₂SiO₅:Ce³⁺ відіграє ключову роль в транспорті електронів та дезактивації електронних пасток, які відповідальні за термолюмінесцентні властивості кристала.

5. Встановлено, що створення електронних пасток в кристалі Lu₂SiO₅:Ce³⁺ пов'язане з особливостями будови кристалічної решітки Lu₂SiO₅.

Публікації автора:

1. Yu.V. Malyukin, A.A. Masalov, P.N. Zhmurin Single-ion spectroscopy of Y₂SiO₅:Pr³⁺ nanocluster // Physics Letters A. – 2003. - 316. – P.147-152.

2. Two mechanisms of ¹D₂ fluorescence of Pr³⁺-doped Y₂SiO₅ crystal / Yu.V. Malyukin, A.A. Masalov, P.N. Zhmurin, N.V. Znamenskii, E.A. Petrenko, T.G. Yukina // Physica status solidi (b). – 2003. - Vol. 240, № 3. - P. 655-662.

3. Energy and resource saving tachnologies for manufacturing of high melting oxide crystal / Yu.V. Malyukin, P.N. Zhmurin, I.A. Borovoy, Yu.V. Velykhov, L.A. Sarkisov, A.A. Masalov, B.V. Grinyov //Functional Materials. – 2003. - Vol. 10, № 3. - P. 554-558.

4. The Nature and Mechanism of Charging of Electron Traps in Lu₂SiO₅:Ce³⁺ crystals / N.V. Znamenski, E.A. Manykin, E.A. Petrenko, T.G. Yukina, Yu.V. Malyukin, P.N. Zhmurin, B.V. Grinyov, A.A. Masalov, A.P. Shpak // Journal of Experimental and Theoretical Physics. – 2004. – Vol. 99, № 2. – P. 386-393.

5. Ап-конверсия и перенос энергии возбуждения примесных ионов в кристаллах Y₂SiO₅:Pr³⁺, Lu₂SiO₅:Pr³⁺ и Gd₂SiO₅:Pr³⁺ / Н.В. Знаменский, Э.А. Маныкин, Ю.В. Орлов, Е.А. Петренко, Т.Г. Юкина, Ю.В. Малюкин, П.Н. Жмурин, А.Н. Лебеденко, А.А. Масалов // Квантовая электроника. – 2004. – Т.34(7). – С.617-622.

6. Термо- и фотостимулированная люминесценция в кристаллах Lu₂SiO₅”Ce³⁺ / Масалов А.А., Малюкин Ю.В., Жмурин П.Н., ЛебеденкоА.Н. // Первая региональная конференция молодых ученых "Современные проблемы материаловедения". – Харьков. – 2002. – С.43.

7. A.A. Masalov, Yu.V. Malyukin, P.N. Zhmurin “Cluster freezing” of Pr³⁺ excited states // 6^th International Conference on Excitonic Processes in Condensed Matter. – Cracow. – 2004. – P.10.