Polarized luminescence of an aggregate defect centre in Al₂O₃

Résumé
Cette étude, à 4 K, porte sur le caractère dichroique des bandes d'absorption et de luminescence d'un défaut présent dans l'alumine α-Al₂O₃ irradiée aux neutrons rapides ou aux protons. Elle a été centrée sur une bande d'absorption située à 358 nm et sur la bande d'émission qui lui est symétrique à 379 nm. Ces bandes possèdent une structure vibronique résolue avec une raie à zéro phonon à 368,4 nm et sont dues à des transitions dipolaires électriques autorisées. Les expériences en polarisation rectiligne montrent que le dipôle induisant la transition fait un angle de 40° avec l'axe c du cristal ; nous proposons qu'il provient d'un défaut constitué par deux lacunes d'oxygène en position de second voisin et ayant piégé un ou plusieurs électrons.

Abstract
The dichroic nature of the optical absorption and luminescence bands of a defect centre in fast neutron and proton irradiated α-Al₂O₃ have been studied at 4 K. The investigation centred on an absorption band at 358 nm and a mirror image emission band at 379 nm. These bands show resolved vibronic structure with a zero-phonon line at 368.4 nm and are due to allowed electric dipole transitions. Plane polarized light experiments show that the transition dipole moment is set at 40° to the c-axis of the crystal and we suggest that it originates at a defect centre which consists of two next nearest neighbour oxygen ion vacancies which have trapped one or more electrons.