Влияние солегирующих ионов на ИК-фотолюминесценцию примесных центров Cu²⁺ в корунде (α-Al₂O₃)

Изучена широкополосная (1000–1600 нм) ИК-фотолюминесценция поликристаллических образцов корунда (α-Al₂O₃), содержащих примесные ионы меди, а также дополнительные солегирующие ионы элементов в степени окисления 4+: Si⁴⁺, Ge⁴⁺, Ti⁴⁺, Zr⁴⁺, Hf ⁴⁺, Sn⁴⁺. Показано, что интенсивность ИК-фотолюминесценции корунда при легировании только медью весьма незначительна и резко усиливается при дополнительном легировании некоторыми четырехзарядными катионами. Наибольшее усиление ИК-фотолюминесценции примесных ионов Cu²⁺ получено при солегировании катионами Ti⁴⁺, Ge⁴⁺ и Sn⁴⁺. По-видимому, эти ионы обеспечивают зарядовую компенсацию при совместном с ионом Cu²⁺ вхождении в кристаллическую решетку корунда и процесс замещения выглядит так: 2Al³⁺ → Cu²⁺ + M⁴⁺; M⁴⁺ = Ti⁴⁺, Ge⁴⁺, Sn⁴⁺… . Подобным образом вводимые дополнительно в решетку корунда солегирующие четырехзарядные ионы повышают растворимость Cu²⁺ в α-Al₂O₃, что ведет к усилению фотолюминесценции соответствующего материала.