Triplet emission of atomic ytterbium isolated in a xenon matrix

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 6s^{2 1}S₀ → 4f ¹³5d⁶s² та 6s^{2 1}S₀ → 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 6s^{2 1}S₀ → 6s6p ¹P₁ переходу, лежать в області 6s6p ³P_J → 6s^{2 1}S₀ 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 ³P_J. 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.