Определены структура и магнитные характеристики примесного центра Tm³⁺ в синтетическом форстерите (Mg₂SiO₄), легированном тулием. Определены структура и магнитные характеристики примесного центра Tm³⁺ в синтетическом форстерите (Mg₂SiO₄), легированном тулием.

 Лаборатория радиоспектроскопии диэлектриков КФТИ КазНЦ РАН.

Монокристаллы синтетического форстерита, легированного ионами хрома, известны как эффективная активная лазерная среда ближнего инфракрасного диапазона, в том числе для получения фемтосекундных лазерных импульсов. Это свидетельствует о достаточно хороших теплофизических параметрах форстерита, как матрицы для твердотельных лазеров, и стимулирует изучение свойств других примесных ионов переходных групп в форстерите, которые потенциально могут обладать лазерными свойствами.

Рис. 1. Экспериментальные спектры Tm³⁺:Mg₂SiO₄. Цифры справа показывают частоту записи спектров  
 

Нами впервые методом субмиллиметровой ЭПР спектроскопии установлено, что значительное большинства примесных ионов тулия в форстерите, легированном тулием, замещает ионы Mg²⁺ локализованные в кристаллографической позиции М2, характеризующейся зеркальной локальной симметрией кристаллического поля. Измерения, проведенные в диапазоне частот 150 – 315 ГГц показали, что основным и первым возбужденным электронными уровнями иона Tm³⁺ являются ван-флековские синглеты с начальным расщеплением 276 ГГц и сопряженным магнитным моментом 5,5 магнетонов Бора.

Публикации:  

1. A.A. Konovalov, D.A. Lis, K.A. Subbotin, V.F. Tarasov, E.V. Zharikov: Appl. Magn. Reson. 30, №.3-4, 673-682 (2006).