声子模式与电子-声子结合强度对Dy3+掺杂硒化物玻璃荧光效率的影响

doi:10.3724/SP.J.1077.2008.01125

无机材料学报

声子模式与电子-声子结合强度对Dy³⁺掺杂硒化物玻璃荧光效率的影响

应祥岳, 聂秋华, 戴世勋, 徐铁峰, 金珍娟

宁波大学信息科学与工程学院, 宁波 315211

收稿日期:2008-03-10 修回日期:2008-05-06 出版日期:2008-11-20 网络出版日期:2008-11-20

Phonon Mode and Electron-phonon Coupling Strengths Controlling the Fluorescence Efficiency of Dy³⁺-doped Selenide Glasses

YING Xiang-Yue, NIE Qiu-Hua, DAI Shi-Xun, XU Tie-Feng, JIN Zhen-Juan

College of Information Science and Engineering, Ningbo University, Ningbo 315211, China

Received:2008-03-10 Revised:2008-05-06 Published:2008-11-20 Online:2008-11-20

摘要/Abstract

摘要： 用熔融-淬冷法制备了无稀土掺杂与Dy ³⁺ (0.04mol%)掺杂Ge₃₀Ga₅Se₆₅和0.9Ge₃₀Ga₅Se₆₅+0.1CsBr玻璃样品. 采用Judd-Ofelt理论计算了0.9Ge₃0Ga₅Se₆₅+0.1CsBr玻璃样品中Dy³⁺ 跃迁的强度系数、自发辐射几率与荧光分支比. 为了研究多声子弛豫(MPR)随温度的变化, 测试了Dy³⁺ 的⁶H_11/2 能级在20～300K温度范围内的荧光寿命, 分析了Ge₃₀Ga₅Se₆₅玻璃中声子模式与电子-声子结合强度对Dy³⁺ 1.72μm处荧光强度和效率的影响. 在硒化物玻璃中引入CsBr使玻璃中形成了Ga--Br键, 有效声子能量降低到268cm^-1. 通过计算得到Ge₃₀Ga₅Se₆₅与0.9Ge₃₀Ga₅Se₆₅+0.1CsBr 样品的电子-声子结合强度分别为0.456与0.048. CsBr的引入降低了电子-声子结合强度. 声子模式与电子-声子结合强度的改变决定了MPR 的变化.

关键词: 熔融-淬冷法, 荧光分支比, 电子-声子结合强度, 硒化物玻璃

Abstract: Pure and Dy³⁺-doped Ge₃₀Ga₅Se₆₅ and 0.9Ge₃₀Ga₅Se₆₅+0.1CsBr glasses were prepared by conventional melt-quenching method. The intensity parameters, spontaneous emission probability and branching ratio of Dy³⁺ ions in Ge₃₀Ga₅Se₆₅+CsBr glass were calculated by Judd-Ofelt theory. The lifetime of ⁶H_11/2 level at temperatures from 20K to 300K were measured to investigate the temperature dependence of multiphonon relaxation (MPR) rates. The influence of the local phonon mode and electron-phonon (e-p) coupling strength on the 1.72μm fluorescence efficiency of Dy³⁺-doped
selenide glasses was investigated. The frequency of the phonon vibration is changed to 268cm^-1 due to the formation of Ga-Br bonds with the addition of CsBr to selenide glasses. The values of e-p coupling strengths in Ge₃₀Ga₅Se₆₅ and 0.9Ge₃₀Ga₅Se₆₅+0.1CsBr glasses are 0.456 and 0.048, respectively. It is clear that the e-p coupling strengths decrease considerably with the addition of CsBr to Ge₃₀Ga₅Se₆₅ glass. This reduced e-p coupling together with a large change in the local phonon mode result in the change of the MPR rate.

Key words: melt-quenching method, branching ratios, electron-phonon coupling strengths, selenide glasses

中图分类号:

TQ171

应祥岳,聂秋华,戴世勋,徐铁峰,金珍娟. 声子模式与电子-声子结合强度对Dy³⁺掺杂硒化物玻璃荧光效率的影响[J]. 无机材料学报, DOI: 10.3724/SP.J.1077.2008.01125.

YING Xiang-Yue,NIE Qiu-Hua,DAI Shi-Xun,XU Tie-Feng,JIN Zhen-Juan. Phonon Mode and Electron-phonon Coupling Strengths Controlling the Fluorescence Efficiency of Dy³⁺-doped Selenide Glasses[J]. Journal of Inorganic Materials, DOI: 10.3724/SP.J.1077.2008.01125.

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声子模式与电子-声子结合强度对Dy³⁺掺杂硒化物玻璃荧光效率的影响

Phonon Mode and Electron-phonon Coupling Strengths Controlling the Fluorescence Efficiency of Dy³⁺-doped Selenide Glasses

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