• terre rare
• crescita
• spettroscopia

Gli obiettivi fondamentali di questo lavoro di tesi sono stati la crescita e l'analisi spettroscopica di cristalli drogati con varie percentuali di ioni trivalenti di terre rare.
Sono state analizzate principalmente le transizioni tra multipletti operanti nella regione del visibile e dell'ultravioletto.
L'attività più complessa e articolata in cui questo lavoro si è inserito, riguarda la ricerca di materiali innovativi, per la coppia matrice-drogante, destinati alla produzione di luce visibile. In questa ottica, i campioni sono stati analizzati spettroscopicamente, investigando gli spettri di assorbimento e di emissione. Inoltre è stata studiata la dinamica del sistema misurando il profilo di decadimento dei multipletti di interesse. A ciò è stato abbinato un lavoro di elaborazione dati, volto al fit delle vite medie e al calcolo della sezione d'urto di emissione.
Nel dettaglio, i cristalli analizzati sono stati fosfato di Yttrio YPO_4 drogato con Disprosio e Ba_2NaNb_5O_15 (BNN) drogato con Praseodimio, mentre quelli sia cresciuti che analizzati sono costituiti da BaY_2F_8 (BaYF) drogato con Europio e Samario.
Un'attenzione particolare è stata dedicata al BaYF drogato con trifluoruro di Europio (EuF_3). In tal caso, l'ambiente riducente creatosi all'interno del forno Czochralski ha determinato, anche se in proporzioni diversi nelle due percentuali di drogaggio (1 e 0.5%), l'inserimento in matrice monocristallina di ioni di Eu^2+ (invece che trivalente), caratterizzati da un'emissione prevalente nella zona dell'ultravioletto. Nonostante ciò, questo tipo di cristallo è risultato essere interessante per lo studio di possibili nuovi materiali per sorgenti coerenti a stato solido nell'UV.
La tesi è suddivisa in una parte introduttiva teorica sulle terre rare, i principi di fotometria e i metodi di calcolo utilizzati durante il lavoro di elaborazione dei dati sperimentali per la determinazione della vita media e il calcolo della sezione d'urto, quali il metodo Inokuti-Hirayama e quello beta-tau integrale. Successivamente vengono presentati i metodi di crescita dei vari cristalli: il flux-growth, adottato all'Università di Parma, per YPO_4 e BNN ed il metodo Czochralski per il BaYF; ciò è abbinato alle caratteristiche dei tre tipi di matrici studiate. Poi vengono descritti i vari apparati seprimentali, comprensivi di diffrattometro, spettrofotometro, spettrofluorimetro, sorgenti laser, LED e rivelatori. A questo punto sono descritti gli esperimenti veri e propri, accompagnati da opportune osservazioni. La tesi è poi conclusa con l'esposizione delle prospettive future per l'attività e delle possibili soluzioni ai problemi riscontrati.