RADIATION DEFECT AND 3d IMPURITY ABSORPTION IN MgF₂ AND KMgF₃ CRYSTALS

Résumé
Dans MgF₂ et KMgF₃, Mg²⁺ a approximativement la symétrie de site octaédrique. Lorsque Mg²⁺ est remplacé par des ions 3d leurs transitions optiques sont régies par leurs états de spin et leur symétrie. Lorsque des échantillons sont irradiés par des électrons, des centres F formés migrent vers les sites d'impureté où ils sont piégés. Ce processus élève l'interdiction de symétrie des transitions et en même temps couple les fonctions d'onde du centre F aux fonctions d'onde de l'impureté pour élever l'interdiction de spin. Des variations de la force de l'oscillateur de 10³-10⁵ peuvent être observées dans certaines transitions. Nos études montrent que l'interdiction de symétrie est une règle de sélection très faible. L'accroissement d'absorption dû à l'irradiation permet certaines suppositions sur les différentes transitions optiques des complexes ion étranger 3d centre F. En outre, nous mentionnons comment ces impuretés affectent la production de défauts stables d'irradiation et comment les transitions optiques peuvent être utilisées pour rechercher l'emplacement des interstitiels induits par irradiation.

Abstract
In both MgF₂ and KMgF₃ Mg²⁺ has approximately octahedral site symmetry. When 3d ions are substituted for Mg²⁺ ions their optical transitions are governed by their spin states and symmetry. Since many transitions are both spin and symmetry forbidden, the oscillator strengths are extremely low (10^-7). This is a severe limitation for most investigations and requires that long crystals be used. When samples are irradiated with electrons F centers are produced which migrate to the impurity sites and are trapped. Such a process lifts the symmetry forbiddeness of the transitions and at the same time couples the F center wave functions with the impurity wave functions to lift the spin forbiddeness. Changes in oscillator strength of 10³-10⁵ can be observed for certain transitions. Our studies indicate that symmetry forbiddeness is a very weak selection rule. The increased absorption due to irradiation allows tentative assignments to be made for the various optical transitions of the 3d impurity ion F center complexes. In addition, mention will be made of how these impurities affect the production of stable radiation damage defects and how the optical transitions can be used to probe for the location of radiation-induced interstitials.