Abstract: Монокристаллы CsLa1-xCexSiS4 (x=0–1) впервые были получены методом высокотемпературного флюсового синтеза. Рентгеноструктурный анализ показал, что они соответствуют кристаллической структуре CsLaSiS4 в ромбической пространственной группе Pnma и представляют собой монофазный твердый раствор. Использовались методы абсорбционной и низкотемпературной (от 5 К) люминесцентной спектроскопии. В спектрах фотолюминесценции (ФЛ) при комнатной температуре при любом значении параметра x наблюдается одна неэлементарная полоса d → f излучения ионов Ce3+ в области 520 нм. Кинетика затухания люминесценции Ce3+ при возбуждении импульсным электронным пучком или рентгеновским синхротронным излучением характеризуется доминирующей ns-составляющей. С увеличением параметра x время затухания уменьшается от 132 нс (x=0,005) до 0,88 нс (x = 1). Концентрационное тушение ФЛ ионов Ce3+ не наблюдается вплоть до значения параметра x = 0,12 и проявляется при x = 1. При Т =5 К в спектрах ФЛ CsLa1-xCexSiS4 при значении параметра x=0 или 0,005 помимо полосы излучения Ce3+ появляются новые полосы при 408 и 688 нм. Они соответствуют ФЛ автолокализованных экситонов (STE) и дефектов. С увеличением параметра x полоса излучения STE реабсорбируется за счет поглощения ионами Ce3+ и тушится в результате переноса энергии STE→Ce3+. При низких температурах ФЛ Ce3+ ионов и дефектов эффективно возбуждаются как внутрицентровым или рекомбинационным путем, так и за счет создания экситонов, связанных на дефекте. При температуре выше 26 К ФЛ STE тушится по закону Мотта с энергией активации 20 мэВ за счет автоионизации экситонов.

Cite: Пустоваров В.А. , Таврунов Д.А. , Тарасенко М.С. , Наумов Н.Г.
Люминесценция твердого раствора тиосиликата CsLa1-хCeхSiS4: от автолокализованных экситонов до Ce3+ эмиссии
Всероссийская конференция по люминесценции LUMOS-2024 23-26 апр. 2024