Физика Низких Температур: Том 46, Выпуск 12 (Декабрь 2020), c. 1386-1393    ( к оглавлению , назад )

Low-temperature luminescence of catangasite single crystals under excitation by vacuum ultraviolet synchrotron radiation

A. P. Kozlova1, O. A. Buzanov2, V. Pankratova3, and V. Pankratov3

1National University of Science and Technology «MISiS», Moscow 119049, Russia
E-mail: kozlova.ap@misis.ru

2JSC Fomos-Materials, Moscow 107023, Russia

3Institute of Solid State Physics, University of Latvia, Riga LV-1063, Latvia

Received July 24, 2020, published online October 21, 2020

Abstract

The luminescent properties of Ca3TaGa3Si2O14 (CTGS, catangasite) single crystals have been studied by means of the vacuum ultraviolet excitation spectroscopy utilizing synchrotron radiation from 1.5 GeV storage ring of MAX IV synchrotron facility. Two emission bands at 320 nm (3.87 eV) and 445 nm (2.78 eV) have been detected. Examining excitation spectra in vacuum ultraviolet spectral range, the 320 nm emission band was explained as the emission band of self-trapped exciton in CTGS single crystal. Its atomic struc-ture is discussed. It is also proposed that the 445 nm (2.78 eV) emission in the CTGS is due to the F centers, which have shown a well-resolved excitation (absorption) band at 5.1 eV (243 nm).

Анотація

Люмінесцентні властивості монокристалів Ca3TaGa3Si2O14 (CTGS, катангасит) досліджено методом вакуумної ультра-фіолетової спектроскопії з використанням синхротронної установки MAX IV з енергією випромінювання 1,5 ГеВ. Виявлено дві смуги випромінювання при 320 нм (3,87 еВ) та 445 нм (2,78 еВ). При дослідженні збуджень у спектральному ВУФ діапазоні смуга випромінювання при 320 нм була інтерпретована як смуга випромінювання автолокалізованих екситонів у монокристалі CTGS. Обговорено її атомну структуру. Крім того, запропоновано, що емісія при 445 нм (2,78 еВ) у CTGS обумовлена F центрами, для яких спостерігається смуга збудження (поглинання), яка добре розрізняється при 5,1 еВ (243 нм).

Key words: catangasite, langasite, langatate, VUV luminescence spectroscopy, synchrotron radiation.