J. Phys. France 40, 1149-1160 (1979)
DOI: 10.1051/jphys:0197900400120114900

Relaxation in the 3T1u state of F centres in CaO

J. Cibert, P. Edel, Y. Merle d'Aubigné et R. Romestain

Laboratoire de Spectrométrie Physique , Université Scientifique et Médicale de Grenoble, B.P. 53X, 38041 Grenoble Cedex, France

Abstract
We have studied by optical detection the relaxation in the 3T 1u excited state of F centres in CaO using microwaves in the X band. At 1.7 K both a slow and a fast recovery are observed. The slow component, equal to the radiative lifetime (3.7 ms) is due to a variation of the total population of the 3T1u level. The fast component is due to transitions from one Jahn-Teller well to another. Evidence is given that both the tetragonal and the trigonal components of the phonon induced strain field have to be considered. All these relaxations depend very much on the static internal strains. Numerical calculations using the distribution of strains determined in previous work fit the experimental data.

Résumé
Nous avons détecté optiquement la relaxation dans l'état excité 3 T1u du centre F dans CaO en utilisant des hyperfréquences en bande X (9 GHz). A 1,7 K, on observe deux composantes : une composante lente égale à la durée de vie radiative (3,7 ms), due à la variation de la population totale du niveau 3T1u ; une composante rapide, due à des transitions d'un puits Jahn-Teller à l'autre. On montre que les composantes tétragonales et les composantes trigonales des déformations induites par les phonons doivent être prises en compte. Ces transitions dépendent beaucoup de la valeur des contraintes internes statiques. En utilisant la répartition de contraintes, déterminée dans un travail précédent, on peut reconstruire par un calcul numérique les signaux expérimentaux.

PACS
6172J - Point defects (vacancies, interstitials, color centers, etc.) and defect clusters.
6320 - Phonons in crystal lattices.
7670H - Optically detected magnetic resonance (ODMR).

Key words
calcium compounds -- F centres -- internal stresses -- Jahn Teller effect -- lattice phonons -- microwave optical double resonance