Les niveaux vibroniques des ions de
transition Cr3+ et Mn4+ (3d3), Ni2+ (3d8) et V4+ (3d1), insérés
dans la matrice Gd3Ga5O12, ont été étudiés.
L'approximation adiabatique a été utilisée pour décrire les
niveaux des ions Cr3+ et Ni2+ en sites octaèdriques. Les
fonctions d'ondes et les énergies électroniques sont obtenues
en diagonalisant les matrices énergie (tenant compte du couplage
spin-orbite) données dans la littérature pour chaque position
des ligands vibrant de façon complètement symétrique. Ensuite
l'équation de Shrodinger des noyaux, dans laquelle les énergies
électroniques sont des potentiels supplémentaires, est résolue
numériquement par la méthode de Cooley.
A. Brenier, C. Madej
Bandwidths of octahedrally coordinated Ni2+ in Gd3Ga5O12
garnet.
Physical Review B vol. 49 n°1 (1994) 28.
M. Grinberg, A. Brenier, G. Boulon, C. Pédrini, C. Madej
Bandwidth and time evolution of the Cr3+ fluorescence in (Ca,Zr)-substituted
Gd3Ga5O12. Journal of Luminescence 55 (1993) 303.
Dans le cas de Cr3+, les paires d'ions Ca-Zr introduites dans la matrice pour dilater le réseau, ont conduit à l'existence de multisites.
La luminescence de l'ion Mn4+ , en site octaèdrique dans Gd3Ga5O12, a révélé différents environnements de Mn4+, liés à la distance à laquelle est située l'ion compensateur de charges, Ca2+ (site dodécaèdrique) ou Mg2+ (site octaèdrique). L'élargissement inhabituel de la raie correspondant à la transition 2E-->4A2 est probablement du à une interaction magnétique avec les ions Gd3+.
A. Brenier, A. Suchoki, C. Pédrini, G.
Boulon, C. Madej
Spectroscopy of Mn4+ doped Ca-substituted gadolinium gallium
garnet.
Physical Review B vol. 46 n°6 (1 august 1992) 3219.
L'ion V4+ dans Gd3Ga5O12 a été trouvé à la fois dans les sites octaèdrique et tétraèdrique. Seul le premier s'est avéré luminescent et transfère en partie son énergie d'excitation sur le site tétraèdrique, ce qui est très défavorable pour l'effet laser. D'autre part l'effet Jahn-Teller distort les niveaux vibroniques et rend compte de la structure des spectres d'émission et d'absorption:
A. Suchocki, A. Brenier, C. Pédrini, G.
Boulon
Spectroscopic properties of Ca-substituted Gadolinium Gallium
Garnet doped with V4+.
J. Phys. IV, Colloque C7, suppl‚ment au J. Phys. III,Vol. 1,
déc. 1991, C7-323.
M. Grinberg, A. Brenier, G. Boulon, C. Pédrini, C. Madej
Jahn-Teller effect in V4+ doped Gd3Ga5O12 garnet.
Journal de Physique I France 3 (1993) 1973-1983.