Luminescence and optical absorption in nominally pure and Cr‐doped PLZT ceramics

Abstract

This is the first presentation of optical absorption and luminescence emission and excitation spectra of transparent PLZT 10/65/35 (Pbo,,Lao,,Zro,,,Tio,3,03) and PLZT 8/65/35 ( P b o ,~z L a~,~~Z r " ,~s T i~, 3 s 0 3 ) ferroelectric ceramics, both undoped and doped with Cr,O,. Undoped samples exhibit a band gap absorption a t 77 K near 365 nm and broad-band luminescence peaked at 610 nm, which is attributed to self-trapped exciton emission of Ti3 ' 0 , oxygen deficient complexes. The newly arising absorption, excitation and emission spectra of Cr,03-doped PLZT are ascribed to transitions of Cr3+ and C r 5 + in octahedral positions. The temperature dependence of the inhomogeneously broadened R line luminescence of Cr3+ (*E, -+ 4A,,), peaked at Y 13610 cm-at 77 K in PLZT 8/65/35, reveals a line split in the vicinity of 183 K. This is tentatively attributed to an unknown low-temperature lattice reconstruction or to a phase transition.Die optischen Absorptions-, Emission-und Anregungs-Spektren der Lumineszenz von transparenten, undotierten und mit C r , 0 3 dotierten PLZT 10/65/35 (Pbo,9Lao,lZro,,,Tio,3s03) und 8/65/35 (Pbo,~2Lao,osZro,,sTio,3 503) ferroelektrischen Keramiken wird erstmals prasentiert. Die undotierten Proben zeigen bei 77 K Bandkantenabsorption in der Nahe von 365 nm und Breitband-Lumineszenz mit einem Maximum bei 610 nm, fur welche die ,,self-trapped'' Exzitonencmission der SauerstoffdefizitKomplexe Ti3 +Ox verantwortlich ist. Die zusiitzlichen Absorptions-, Anregungs-und Emission-Banden im mit Cr,O, dotierten PLZT gehoren zu Ubergangen der Cr3+-und Crs+-Ioncn in oktaederischen Positionen. Die Temperaturabhangigkeit der inhomogen verbreiterten R-Linien-Lumineszenz dcs Cr3 + ('E, + 4A,,) mit Maximum 13610 cm-' bei 77 K im PLZT 8/65/35 zcigt eine Linienaufspaltung in der N i h e von 183 K. Dieser Effekt wird vorlaufig einer unbekannten Tieftcmperatur-Gitterrekonstruktion beziehungsweise einem Phasenuhergang zugeschrieben.

O papel dos modificadores de rede na produção da fotoluminescência no CaWO4

“…Os pós de CaWO 4 , amorfo e cristalino, foram sintetizados pelo método dos precursores poliméricos [15][16]. Este método tem sido usado, com grande sucesso, para sintetizar nanopartículas e filmes finos de vários sistemas complexos de óxidos policatiônicos.…”

“…Os espectros de absorção óptica para o CaWO 4 , cristalino e amorfo, foram obtidos à temperatura ambiente em um espectrofotômetro Cary 5G.…”

“…Isso é confirmado pelo intenso esforço de pesquisa, que vem sendo feito no estudo de vários tipos de FL visível, em temperatura ambiente, como por exemplo no caso do silício poroso [3]. Durante a década passada, os compostos luminescentes foram extensivamente estudados, sendo que estes estudos envolveram O papel dos modificadores de rede na produção da fotoluminescência no CaWO 4 (The role of network modifiers in the production of photoluminescence in CaWO 4 )…”

“…Estes sistemas foram abordados devido ao seu potencial em aplicações óptico-eletrônicas [4]. A FL foi estudada à baixa temperatura (T=15K) em cristais de SrTiO 3 dopados com manganês e sob excitação com laser de 532 nm [5].…”

“…Em ambos trabalhos foram observados centros luminescentes, e argumentado que os mesmos correspondem a um processo de transferência de carga, envolvendo um sistema de buraco (h) e elétron (e). Desta forma, em materiais cristalinos a baixas temperaturas, a fotoluminescência tem sido associada com a excitação dos grupos tetraédricos WO 4 . No entanto, compostos amorfos do tipo tungstato com FL, em temperatura ambiente, ainda não tinham sido observados.…”