Étude expérimentale des spectres optiques des ions Pr3+ dans AlLaO 3

Abstract
The spectra, obtained by spectroscopic and spectrometric absorption and fluorescence methods, of Pr3+ ion partially substituted to La 3+ ion in a cristalline host of lanthanum aluminate AlLaO3, were measured and tentatively explained ; the vibronic lines are distinguished from the electronic ones and the symmetry of a great number of sublevels is given. We intend to introduce these results in a parametric computation of the cristalline field coefficients at the rare earth site. The spectra were taken or recorded at temperatures between 1.7 and 300 °K, with polarized light in the visible region and natural light in the infrared. We worked with polycristals very little desorientated with respect to one another. The samples were cut with respect to the A 3 optical axis mean direction. We have been induced on the one hand to study the low temperature non radiative transitions between the 3 P2, 1I6, 3 P1 and 3P0 Pr3+ ion sublevels, and on the other hand to demonstrate, by 3P 0 laser radiation excitation, a thermal population equilibrium on a 2 000 cm-1 range. We observed the simultaneous fluorescence from the Pr3+ ion 3P0 and 1 D2 levels induced by ion pairs excited by a radiation of frequency ν = ν(3 P2) + ν(1D2) At last, our experimental results allowed us to propose R3c rather than R3c for AlLaO 3 spatial group, as the choice could not be determined by previous cristallographic studies.

Résumé
Nous avons réalisé et cherché à interpréter les spectres obtenus par des méthodes spectroscopiques et spectrométriques d'absorption et de fluorescence, de l'ion Pr3+ substitué partiellement à l'ion La3+ dans une matrice cristalline d'aluminate de lanthane AlLaO3 ; les raies d'origine vibrationnelle ont été distinguées de celles d'origine électronique et la symétrie d'un grand nombre des sous-niveaux a été déterminée. Ces résultats sont destinés à être introduits dans un calcul paramétrique de coefficients du champ cristallin au site de l'ion terre rare. Les spectres ont été pris ou enregistrés à des températures comprises entre 1,7 et 300 °K, en lumière polarisée dans le visible, et en lumière naturelle dans l'infrarouge, avec des polycristaux très peu désorientés les uns par rapport aux autres et taillés relativement à la direction moyenne de l'axe optique A3. Nous avons été amenés, d'une part, à étudier les transitions uniquement non radiatives se produisant à basse température entre les sous-niveaux de 3P2, 1 I6, 3P1 et 3P 0 de l'ion Pr3+ et, d'autre part, à mettre en évidence par excitation de 3P0, à l'aide d'une radiation laser, un équilibre thermique de population sur une étendue de 2 000 cm-1. Nous avons observé la fluorescence simultanée à partir des niveaux 3P0 et 1D2 de l'ion Pr3+ appartenant respectivement à deux ions d'une paire, excités par un photon de fréquence ν égale à ν(3P 2) et ν(1D2). Enfin, à partir de nos résultats expérimentaux, nous avons proposé R3c de préférence à R3c comme groupe spatial pour AlLaO3, le choix entre ces deux groupes n'ayant pu être déterminé par étude cristallographique.