Optical and luminescence characteristics of YAG:Ce crystals grown by horizontal directed crystallization in reducing gas medium

Abstract

The optical and luminescence characteristics of YAG:Ce crystals grown first using the gas phase horizontal directed crystallization in reducing gas media developed by the authors have been studied. A correlation has been found between the cerium content and intensity of the absorption bands peaked at 235, 270 nm and in the 250-300 nm range. A model is proposed to describe the optical absorption features of YAG:Ce crystals grown in reducing conditions. According to the model, in the presence of cerium ions, the conversion of F, F⁺ centers occurs. The 1 uminescence spectra are characterized, besides of a wide (530-540 nm) Ce³⁺ ion band, by a 400 nm band which is due to F centers.Досліджено оптичні та люмінесцентні характеристики кристалів YAG:Ce, вперше одержаних з застосуванням розроблених авторами газових технологій горизонтальної напрямної кристалізації у відновлювальних середовищах. Встановлено кореляцію вмісту церію у кристалах та інтенсивності смуг поглинання при 235, 370 нм та в області 250-300 нм. Запропоновано модель, яка описує особливості оптичного поглинання кристалів YAG:Ce, що вирощені у відновлювальних умовах. Згідно з цією моделлю, у присутності іонів церію відбувається конверсія F, F⁺-центрів. Спектри люмінесценції характеризуються, окрім широкої (530-540 нм) смуги іонів Се³⁺, лінією 400 нм, зумовленою F-центрами.Исследованы оптические и люминесцентные характеристики кристаллов YAG:Ce, впервые полученных с использованием разработанных авторами газовых технологий горизонтальной направленной кристаллизации в восстановительных средах. Установлена корреляция содержания церия в кристаллах и интенсивности полос поглощения при 235, 370 нм и в области 250-300 нм. Предложена модель, описывающая особенности оптического поглощения кристаллов YAG:Ce, выращенных в восстановительных условиях. Согласно этой модели, в присутствии ионов церия происходит конверсия F, F⁺-центров. Спектры люминесценции характеризуются, кроме широкой полосы (530- 540 нм) ионов Се³⁺, линией 400 нм, за которую ответственны F-центры.