Münster 1999 – wissenschaftliches Programm

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DF: Dielektrische Festkörper

DF 6: Poster

DF 6.16: Poster

Donnerstag, 25. März 1999, 09:30–12:30, Aula

Wechselwirkung und Energietransfer zwischen zweiwertigen
Samariumionen und Cyanidmolekülen in KCl — •V. Dierolf — Fachbereich Physik Universität Paderborn

Der (E-V) Energietransfer zwischen elektronischen Defekten (z. B. F-Zentren oder Ionen Seltener Erden) und molekularen Störstellen (CN⁻, OH⁻) ist in den letzten Jahren mit dem Ziel untersucht worden, die physikalische Natur des Prozesses aufzuklären. Obwohl große Fortschritte gemacht wurden, blieb die Frage nach der bemerkenswert großen Effizienz allerdings offen. Die bisherigen Untersuchungen waren zumeist auf Fälle beschränkt, bei denen die Wechselwirkung zwischen den Partnern relativ stark ist und der elektronische Defekt auch eine recht starke Kopplung an Phonenen des Wirtskristalls aufweist. Diese anscheinende Koinzidenz wurde bisher noch nicht systematisch getestet. Als ersten Schritt in diese Richtung haben wir Sm²⁺-CN⁻-Komplexe in KCl untersucht. Die niedrigsten Anregungszustände des Sm²⁺-Ions in KCl haben sehr unterschiedlichen Charakter: (1) 4f-artig mit sehr geringer Wechselwirkung mit dem Gitter aufgrund der Abschirmung durch 6s und 5p-Elektronen. (2) 5d-artig mit einer recht ausgeprägten Kopplung. Während für das isolierte Sm²⁺-Ion der 5d-Zustand energetisch oberhalb des 4f liegt, schiebt er, wie sich zeigt, mit zunehmender Zahl von CN⁻-Nachbarn zu niedrigeren Energien. Mit einer detaillierten Sm²⁺-umgebungsselektiven Emissions- und Anregungsspektroskopie der 4f↔4f und 5d↔4f-Übergänge finden wir, daß die 4f-Zustände nur wenig mit dem Molekül wechselwirken, was sich in einer (im Vergleich zu 5d ) 10 mal geringeren spektralen Verschiebung äußert. (E-V) Energietransfer und die daraus resultierende Schwingungsemission findet erst statt, wenn sich das 5d-Niveau energetisch soweit nach unten verschoben hat, daß es sich mit dem 4f überlagert.