Low Temperature Physics: 45, 707 (2019); https://doi.org/10.1063/1.5111293
Физика Низких Температур: Том 45, Выпуск 7 (Июль 2019), c. 827-835    ( к оглавлению , назад )

Triplet emission of atomic ytterbium isolated in a xenon matrix

N.N. Kleshchina1, I.S. Kalinina2, R. Lambo3, A.A. Buchachenko2, D.S. Bezrukov1,2, and S.-M. Hu4

1Department of Chemistry, M.V. Lomonosov Moscow State University, Moscow 119991, Russia

2Skolkovo Institute of Science and Technology, Skolkovo Innovation Center, Moscow 121205, Russia
E-mail: a.buchachenko@skoltech.ru

3Shenzhen Institutes of Advanced Technology, Chinese Academy of Sciences, Shenzhen 518055, China
E-mail: lambo@mail.ustc.edu.cn

4Hefei National Laboratory for Physical Sciences at the Microscale, Collaborative Innovation Center of Chemistry for Energy Materials, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China

Received February 1, 2019, published online May 28, 2019

Анотація

Вивчено електронні переходи в атомах ітербію в матриці твердого Xe, вирощеній при температурі 4,8 К. Виявлено смуги поглинання в спектральних областях, що відповідають переходам 6s2 1S0 → 4f 135d6s2 та 6s2 1S0 → 6s6p 1P1 в ізольованому атомі. Структура обох смуг вказує на наявність де-кількох матричних пасток для атомів Yb, з яких ідентифіковані три. Смуги випромінювання, індукованого збудженням 6s2 1S0 → 6s6p 1P1 переходу, лежать в області 6s6p 3PJ → 6s2 1S0 переходів, в той час як емісія з синглетного стану повністю пригнічена. Виявлено численні емісійні піки, інтенсивність яких істотно залежить від відпалу та тривалого опромінювання зразків, що пояснюється перенесенням атомів Yb між пастками різного типу. Моделювання структури та стійкості пасток вказує на три можливих положення Yb в решітці Xe, за зменшенням стійкості: однократне заміщення (ss), тетравакансію (tv), гексавакансію (hv). Обговорюється зв’язок особливостей смуг поглинання і випромінювання з типом пастки. За допомогою корельованої в часі однофотонної спектроскопії визначено часи життя окремих емісійних піків. Виміряні часи та їх температурні залежності значно розрізняються внаслідок змішування довго- та короткотривалих компонент тонкої структури 6s6p 3PJ. Значне зменшення часу життя емісійного піка, віднесеного до найбільш стійкої пастки, пояснено конкуренцією радіаційного та нерадіаційного каналів розпаду стану 6s6p 3P1. Моделювання температурної залежності часу життя вказує, що ефективна безвипромінювальна релаксація обумовлена електрон-фононною взаємодією.

Ключові слова: лантаноїди, спектроскопія з матричною изоляцією, матричні пастки, триплетна емісія.