J. Phys. France 43, 893-899 (1982)
DOI: 10.1051/jphys:01982004306089300

Intrinsic fluorescence and energy transfer mechanisms in TbF3

M.F. Joubert, B. Jacquier, R. Moncorge et G. Boulon

ER N° 10 du CNRS, Université Lyon I, 69622 Villeurbanne, France

Abstract
The energy transfer mechanisms in TbF3 have been investigated. The continuous and time resolved emission and excitation spectra as well as the decays of the blue fluorescence 5D4 → 7F6, were measured at low temperature by using selective laser excitation. At 4.4 K most of the emission originates from traps while at 10 K the intrinsic fluorescence is stronger. On the basis of the experimental results a diffusion model involving shallow traps is proposed for the overall exciton to trap energy transfer process in TbF3. Finally, the validity of the model is discussed with the evaluation of the parameters, and a fast diffusion regime without direct long range energy transfers seems to be the main mechanism at low temperature.

Résumé
Les mécanismes de transfert d'énergie dans TbF3 sont examinés. L'excitation sélective laser est utilisée pour l'enregistrement des spectres continus et résolus dans le temps ainsi que pour l'étude des déclins de la fluorescence bleue 5 D4 → 7F6, à basse température. A 4,4 K, la fluorescence issue des niveaux pièges est la plus intense, alors qu'à 10 K la fluorescence intrinsèque domine. A partir des résultats expérimentaux, un modèle de diffusion mettant en jeu des pièges peu profonds est proposé pour élucider les processus de transfert d'énergie dans TbF3. Finalement, la validité de ce modèle est discutée avec l'évaluation des paramètres. Un régime de diffusion rapide, sans transfert direct à grande distance, semble être le principal mécanisme à basse température.

PACS
7135 - Excitons and related phenomena.
7155H - Other nonmetals.
7170E - Spin-orbit coupling, Zeeman and Stark splitting, Jahn-Teller effect.
7855H - Other solid inorganic materials.

Key words
excitons -- fluorescence -- impurity electron states -- luminescence of inorganic solids -- Stark effect -- terbium compounds