Photoionisation von 3d-Ionen in Gläsern

• Applicant: Dr. Doris Ehrt
• Subject Area: Experimental Condensed Matter Physics
• Term: from 2000 to 2006
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5254912

3 d-Ionen lassen sich sehr gut in verschiedene Gläser einbauen und führen bereits in geringer Konzentration zu optischen Absorptionsübergängen mit hoher Intensität. Es sind Elektronenübergänge vom Charge-Transfer-Typ, die im UV-Bereich absorbieren, und Ligandenfeldübergänge der d-Elekronen, die zu Absorptionsbanden im VIS- und NIR-Bereich führen. Die Übergänge werden hauptsächlich durch die Liganden, d. h. Art, Anzahl, Symmetrie und Bindungsstärke, bestimmt. Diese Parameter werden durch verschiedene Glaszusammensetzungen variiert. Die 3d-Ionen sind somit auch Indikatoren für die Glasstruktur. Bei Bestrahlung der Gläser mit höheren Energiegichten im UV-Bereich (Lampen und Laser) kann direkt in die Elektronenübergangsbanden eingestrahlt werden. Es kommt zur Anregung von Elektronen und Folgereaktionen, die zur Bildung von Strahlungsdefekten führen, die die Absorption und Refraktion des Glases verändern. Vorangegangene Untersuchungen haben gezeigt, daß der Photoionisation von Fe2+ (3d6) unter Bildung von Fe2++ (~Fe3+, 3d5) eine entscheidende Rolle bei der Bestrahlung mit UV-Licht zukommt. Sie führt zu einer starken Veränderung der UV-Transmission bereits im Spurenbereich von 5-20 ppm Fe und wird entscheidend von der umgebenden Glasmatrix beeinflußt. Das sollte auch bei anderen 3dIonen, die polyvalenten Charakter besitzen, z. B. Co2+ (3d7) und Ni2+ (3d8), eine Rolle spielen und soll in diesem Vorhaben untersucht werden. Das ist sowohl für Grundlagen- als auch für angewandte Forschung von Interesse. Die Nutzung besteht in einer gezielten Herstellung sowohl von UV-strahlenresistenten als auch von photosensitiven Gläsern, z. B. für die Informationstechnik zur Datenspeicherung.

• DFG Programme: Research Grants