The $PbWO_{4}:Nb$ single crystal growth and its optical properties

$PbWO_{4}:Nb$ 단결정의 성장과 그 광학적 특성

  • Published : 1999.04.01

Abstract

High quality pure and Nb-doped $PbWO_{4}$ Single Crystal were grown from a 50 %~50 % mixture of Lead oxide (PbO) and Tungsten oxide $(WO_{3})$ by Czochralski method in Iridium crucible. The stoichiometric deviation correspond to the selective loss of the crystal constituents is found to be responsible for the yellowish coloration of $PbWO_{4}$. Through the X-ray powder diffraction experiment, we have investigated the lattice constant variations of each $PbWO_{4}$ crystals. We also present information on their photoluminescence (PL), optical absoption properties and Raman spectra. The temperature dependence of PL intensity and FWHM (Full Width Half Maximum) were measured in the temperature range 10 K~300 K. One observes a slight temperature dependence in the low temperature region and PL intensity decreases over 200 K by thermal quenching. The activation energy, Huang-Rhys coupling constant and inhomogenious brodenning acquired from their temperature dependence.

Ir 도가니에서 PbO와 $WO_{3}$를 50 %~50 % 혼합한 시료로 부터 쵸코랄스키 성장방법에 의해 고품질의 순수한 $PbWO_{4}$와 Nb 도핑한 $PbWO_{4}$를 성장 시켰다. 결정은 성분의 선택적 결손에 부합하는 화학양론적 변화는 $PbWO_{4}$의 노란색 형성에 원인이 되었다. X선 회절 실험을 통해서 각 $PbWO_{4}$ 결정의 격자상수 변화를 조사하였으며 광발광, 광흡수 및 라만 스펙트럼에 대한 특성들에 대해 조사를 하였다. 광발광은 10 K~300 K 온도 영역에서 측정 되었으며 낮은 온도 영역에서는 미흡한 온도의존성을 보였으며 200 K 온도 이상에서는 열적소광에 의한 광발광 강도의 감소를 보였다. PL 강도와 반치폭의 온도 의존성으로 부터 각 PWO 시료에 대한 활성화 에너지, Huang-Rhys 결합상수, 비균질선폭계수를 구하였다.

Keywords

References

  1. Some aspects of the luminescence of solids F.A. Kroger
  2. Journal of Crystal Growth v.43
  3. Phys. Stat. Sol. (a) v.27
  4. LAPP-EXP-94.01 JANIVER
  5. Journal of Crystal Growth v.43
  6. Arkiv For Kemi. Mineralogiocl Geologi. Band v.17A no.4
  7. Private communication from Bogoroditsk Paul Lecoq
  8. PhilipsvRes. Rep. v.24 G. Blasse;A. Brill
  9. Phys, Status Solid A v.24 W. Van Loo
  10. Physical Review B v.31 no.8
  11. Spectrochimica Acta v.24A
  12. J. Raman Spectroscopy v.27 F.D. Hardcastle;I.E. Wachs