The manganese-induced O− centres in yttrium aluminium garnet

Abstract

The models of manganese-induced coloration centres in YAG crystals described in previous papers are more exactly specified. It is shown that apart from the described Mn-O− centres (absorption 350 nm) and the Mn-O− centres (absorption 400 nm) Mn-O− centres additionally occur which in comparison to those previously described must have a somewhat modified structure. It is found by an exact analysis of the absorption and fluorescence spectra of the thermal stepwise bleaching as well as by the statistical observation of differently grown YAG crystals that these centre types largely coexist. This coexistence explains the unsymmetry and structure of the coloration bands and corroborates the concept that the coloration centres in YAG:Mn consist of at least three structure elements, namely, the impurity ion, O−, and vacancies (say O) which are differently formed. Die in vorangegangenen Arbeiten erläuterten Modelle manganinduzierter Verfärbungszentren in YAG-Kristallen werden genauer spezifiziert. Dabei zeigt sich, daß außer den erläuterten Mn-O−-Zentren (Absorption 350 nm) und den Mn-O−-Zentren (Absorption 400 nm) zusätzlich Mn-O−-Zentren auftreten, welche im Vergleich zu den bisher beschriebenen eine etwas modifizierte Struktur aufweisen müssen. Durch eine genaue Analyse der Absorptions- und Fluoreszenzspektren und der schrittweisen Thermoentfärbung sowie die statistische Beobachtung unterschiedlich gezüchteter YAG-Kristalle wird herausgefunden, daß diese Zentrentypen weitestgehend koexistieren. Diese Koexistenz erklärt die Unsymmetrie und Struktur der Verfärbungsbanden und erhärtet die getroffene Vorstellung, daß die Verfärbungszentren in YAG:Mn aus mindestens drei Strukturelementen, nämlich dem Verunreinigungsion, dem O− und einer sich unterschiedlich ausbildenden Fehlstelle (etwa O) bestehen.