Optoelektronika i fizyka Optoelektronika i fizyka materiałowamateriałowa 11

Zakład Optoelektroniki IF PS Zakład Optoelektroniki IF PS dr hab. inż. Prof. PS - Sławomir M. Kaczmarekdr hab. inż. Prof. PS - Sławomir M. Kaczmarek

Materiały scyntylacyjne wytwarzane w PSz: BGO – wzorcowy Materiały scyntylacyjne wytwarzane w PSz: BGO – wzorcowy materiał scyntylacyjny.materiał scyntylacyjny.„„PSz K05002 pixelPSz K05002 pixel (2*2*10 mm) (2*2*10 mm)::poziomo LYpoziomo LYhorhor = 828 phe/MeV = 828 phe/MeVpionowo LYpionowo LYverver = 404 phe/MeV = 404 phe/MeVzdolnozdolnośćść rozdzielcza w rozdzielcza włłasna Rasna R00 = 8.59 % = 8.59 %wwłłasna wydajnoasna wydajnośćść scyntylacji LY scyntylacji LY00 = 1084 phe/MeV = 1084 phe/MeVwspwspółółczynnik strat absorpcyjnych czynnik strat absorpcyjnych = 1.16 cm = 1.16 cm-1-1

PML BGO Photonic MaterialsPML BGO Photonic Materials N13363-8 pixelN13363-8 pixel (2*2*10 mm) (2*2*10 mm)::poziomo LYpoziomo LYhorhor = 847 phe/MeV = 847 phe/MeVpionowo LYpionowo LYverver = 471 phe/MeV = 471 phe/MeVwwłłasna wydajnoasna wydajnośćść scyntylacji LY scyntylacji LY00 = 1057 phe/MeV !!! = 1057 phe/MeV !!! (brawo dla PSz!!!)(brawo dla PSz!!!)wspwspółółczynnik strat absorpcyjnych mi = 0.90 cmczynnik strat absorpcyjnych mi = 0.90 cm-1-1 (tym oni g (tym oni góórujrująą))W. Drozdowski, A. Wojtowicz, S.M. Kaczmarek, M. Berkowski, „W. Drozdowski, A. Wojtowicz, S.M. Kaczmarek, M. Berkowski, „ScintillatioScintillation n yield of Biyield of Bi44GeGe33OO12 12 (BGO) (BGO) pixel crystalspixel crystals”, Physica B 405 (2010) 1647-1651”, Physica B 405 (2010) 1647-1651

Krótko komentując, wynik kryształu ze Szczecina w geometrii pionowej (aKrótko komentując, wynik kryształu ze Szczecina w geometrii pionowej (ato nas najbardziej interesuje z punktu widzenia zastosowań takich jak PET) to nas najbardziej interesuje z punktu widzenia zastosowań takich jak PET) jest bardzo dobry, lepszy niż BGO Photonic Materials” – dr Winicjusz jest bardzo dobry, lepszy niż BGO Photonic Materials” – dr Winicjusz Drozdowski, Zakład Optoelektroniki, Uniwersytet im. M. Kopernika, Toruń”Drozdowski, Zakład Optoelektroniki, Uniwersytet im. M. Kopernika, Toruń”

BGOBGO

1. Scyntylatory (Czochralski)1. Scyntylatory (Czochralski)

MetodaMetodaCzochralskiegoCzochralskiego

Optoelektronika i fizyka Optoelektronika i fizyka materiałowamateriałowa 22

Przetwornik na drugą harmoniczną lasera Nd:YVOPrzetwornik na drugą harmoniczną lasera Nd:YVO4 4 (1.06 (1.06 m)m)o sprawności >30% i o wymiarach: 3*3*18 mm wykonany zo sprawności >30% i o wymiarach: 3*3*18 mm wykonany znieliniowego monokryształu nieliniowego monokryształu LiLi22BB44OO77

Nieliniowy monokryształ Nieliniowy monokryształ SrSrxxBaBa1-x1-xNbNb22OO66: Cr: Cr – materiał fotorefrakcyjny, relaksor: – materiał fotorefrakcyjny, relaksor: zapis holograficzny, piezotechnika, optyka nieliniowa (mieszanie fal), solitonyzapis holograficzny, piezotechnika, optyka nieliniowa (mieszanie fal), solitony

Langesity: Langesity: LGT, LGT:Yb, Ho, LGT:CoLGT, LGT:Yb, Ho, LGT:Co

Czteroboran litu: Czteroboran litu: LBO, LBO:Co, LBO:MnLBO, LBO:Co, LBO:Mn

2. Monokryształy nieliniowe2. Monokryształy nieliniowe

1.1. D. PD. Piwiwoowawarska, S.M. Kaczmarek, W. Drozdowski, M. Berkowski, A. Worsztynowicz, rska, S.M. Kaczmarek, W. Drozdowski, M. Berkowski, A. Worsztynowicz, "Growth and"Growth and optical properties of Lioptical properties of Li22BB44OO77 single crystals pure and doped with Yb, Co, Eu single crystals pure and doped with Yb, Co, Eu and Mn ions for nonlinear applications", and Mn ions for nonlinear applications", Acta Phys. Pol. AActa Phys. Pol. A, 107 (2005) 507-516, 107 (2005) 507-516

2.2. D. Piwowarska, S.M. Kaczmarek, M. Berkowski, I. Stefaniuk, „Growth and EPR and D. Piwowarska, S.M. Kaczmarek, M. Berkowski, I. Stefaniuk, „Growth and EPR and optical properties of Lioptical properties of Li22BB44OO77 single crystals doped with Co single crystals doped with Co2+2+ ions”, ions”, J. Cryst. GrowthJ. Cryst. Growth, 296 , 296 (2006) 123-129(2006) 123-129

3.3. D. Piwowarska, S.M. Kaczmarek. M. Berkowski, "D. Piwowarska, S.M. Kaczmarek. M. Berkowski, "Growth and characterization of LiGrowth and characterization of Li22BB44OO77 single crystals pure and doped with Co ions", single crystals pure and doped with Co ions", Cryst. Res. TechCryst. Res. Tech., 42 (12) (2007) 1329-1344., 42 (12) (2007) 1329-1344

4. 4. R. Wyrobek, „Przetwornik na wyższe harmoniczne lasera Nd:YAG na bazie LiR. Wyrobek, „Przetwornik na wyższe harmoniczne lasera Nd:YAG na bazie Li 22BB44OO77”, ”, praca magisterska, promotor S.M.Kaczmarekpraca magisterska, promotor S.M.Kaczmarek

5. 5. B. Felusiak, „Liniowe i nieliniowe właściwości dielektryczne monokryształów LiB. Felusiak, „Liniowe i nieliniowe właściwości dielektryczne monokryształów Li 22BB44OO77”, ”, praca magisterska, promotor S.M. Kaczmarekpraca magisterska, promotor S.M. Kaczmarek

6. 6. D. Piwowarska, Rozprawa doktorska, Szczecin 2005, promotor S.M. KaczmarekD. Piwowarska, Rozprawa doktorska, Szczecin 2005, promotor S.M. Kaczmarek

CzochralskiCzochralski

Optoelektronika i fizyka Optoelektronika i fizyka materiałowamateriałowa 33

Optoelektronika i fizyka Optoelektronika i fizyka materiałowamateriałowa 44

Family of hysteresis loops for SBN33 and SBN58:Cr (0.02mol.%, 0.5mol.%). Domain pattern evolutionFamily of hysteresis loops for SBN33 and SBN58:Cr (0.02mol.%, 0.5mol.%). Domain pattern evolutionHL for SBN52:Cr (0.02mol.%)HL for SBN52:Cr (0.02mol.%)

0 1 2 3 4-16

-14

-12

-10

-8Stiepanov

SBN61, f=10 kHz Ce on heating, =1,25 pure on cooling, =1,40 pure on heating, =1,89 Cr on cooling, =1,88 Ni on heating, =1,73 Ni on cooling, =1,98 Ce on cooling, =1,27

ln(1

/-1/ m

)

ln(T-Tm) 0 1 2 3 4

-16

-14

-12

-10

-8

Czochralski

ln(1

/-1/ m

)

ln(T-Tm)

f=10 kHz SBN33 on heating, =1,34 SBN52:Cr on heating, =1,68 SBN52:Cr on cooling, =1,98 SBN58:Cr,Yb on cooling, =1,67 SBN58:Cr,Yb on heating, =1,53

1.1. S.M. Kaczmarek, M. Berkowski, K. Repow, M. Orłowski, A. Worsztynowicz, M. Włodarski, "EPR, optical and S.M. Kaczmarek, M. Berkowski, K. Repow, M. Orłowski, A. Worsztynowicz, M. Włodarski, "EPR, optical and dielectricdielectric properties of Srproperties of Sr0.330.33BaBa0.670.67NbNb22OO66 and S and SBN33, SBN52:Cr and SBN58:Cr, Yb BN33, SBN52:Cr and SBN58:Cr, Yb single crystals pure and doped single crystals pure and doped with chromium and ytterbium",with chromium and ytterbium", Rev. Adv. Mat. SciRev. Adv. Mat. Sci., 14(1) (2007) 49-56 ., 14(1) (2007) 49-56

2. 2. K. Matyjasek, K. Repow, S.M. Kaczmarek, M. Berkowski, "K. Matyjasek, K. Repow, S.M. Kaczmarek, M. Berkowski, "Effect of electrical conductivity on the polarization Effect of electrical conductivity on the polarization behavior in thebehavior in the relaxor-ferroelectric SBN33, relaxor-ferroelectric SBN33, J. Phys. Cond. MatterJ. Phys. Cond. Matter 19(46 (2007) 466207 19(46 (2007) 466207

3. 3. K. Matyjasek, K. Wolska, S.M. Kaczmarek, R.Z. Rogowski, "K. Matyjasek, K. Wolska, S.M. Kaczmarek, R.Z. Rogowski, "Domain nucleation and growth in relaxor-ferroelectric Domain nucleation and growth in relaxor-ferroelectric SrSr0.580.58BaBa0.420.42NbNb22OO66 doped with chromium and ytterbium",  doped with chromium and ytterbium", J. Phys. Cond. MatterJ. Phys. Cond. Matter, 20 (2008) 295218 , 20 (2008) 295218

4.4. R. Z. Rogowski, K. Matyjasek, K. Wolska and S. M. Kaczmarek, "Kinetics of polarization switching in relaxor- R. Z. Rogowski, K. Matyjasek, K. Wolska and S. M. Kaczmarek, "Kinetics of polarization switching in relaxor-ferroelectric SBN33 crystal doped with chromium”, ferroelectric SBN33 crystal doped with chromium”, Phase TransitionsPhase Transitions, 81 (11/12) (2008) 1039-1047, 81 (11/12) (2008) 1039-1047

5.5. S.M. Kaczmarek, D. Piwowarska, K. Matyjasek, M. Orłowski, L.I. Ivleva, „Optical and dielectric properties of S.M. Kaczmarek, D. Piwowarska, K. Matyjasek, M. Orłowski, L.I. Ivleva, „Optical and dielectric properties of SBN61 single crystals doped with Co, Cr, Ni and Ce”, SBN61 single crystals doped with Co, Cr, Ni and Ce”, Opt. MatOpt. Mat., 31 (2009) 1794-1797., 31 (2009) 1794-1797

6.6. K. Repow, „Otrzymywanie, właściwości optyczne i EPR monokryształów SrK. Repow, „Otrzymywanie, właściwości optyczne i EPR monokryształów Sr xxBaBa1-x1-xNbNb22OO66 domieszkowanych domieszkowanych chromem”, praca magisterska, promotor S.M. Kaczmarekchromem”, praca magisterska, promotor S.M. Kaczmarek

Optoelektronika i fizyka Optoelektronika i fizyka materiałowamateriałowa 55

Monokryształy FeVOMonokryształy FeVO44 (CVD) (CVD)

1.1. B. Bojanowski, S.M. Kaczmarek, „B. Bojanowski, S.M. Kaczmarek, „EPR spectroscopy of FeVOEPR spectroscopy of FeVO44. Single crystal study. Single crystal study”, RAMIS 2007, Będlewo”, RAMIS 2007, Będlewo2.2. W. Paszkowicz, B. Bojanowski, „High preassure structural transitions in FeVOW. Paszkowicz, B. Bojanowski, „High preassure structural transitions in FeVO 44 single crystals”, in the print single crystals”, in the print3.3. M. Bosacka, A. Worsztynowicz, S.M. Kaczmarek, P. Jakubas, "Reactivity of FeVOM. Bosacka, A. Worsztynowicz, S.M. Kaczmarek, P. Jakubas, "Reactivity of FeVO 44 towards selected towards selected

molybdates(VI) of divalent transition metals”, J. Phys. & Chem. Sol., molybdates(VI) of divalent transition metals”, J. Phys. & Chem. Sol., 68(5) 68(5) (2007) 1184-1192(2007) 1184-1192

-20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

310032003300340035003600370038003900

-20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

310032003300340035003600370038003900

-20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

34003500360037003800390040004100

a axis

Hre

s [Oe]

[degr.]

Rotation in ab1 plane

Rotation in ac* plane

a axis

T=300 K T=35 K

Rotation in b1c* plane

b1 axis

Optoelektronika i fizyka Optoelektronika i fizyka materiałowamateriałowa 66

PbMoOPbMoO44:Co 0.2% (Czochralski):Co 0.2% (Czochralski)

1. 1. D. Piwowarska, S.M. Kaczmarek, M. Berkowski, "Growth, optical and magnetic properties of PbMoOD. Piwowarska, S.M. Kaczmarek, M. Berkowski, "Growth, optical and magnetic properties of PbMoO 44 pure and pure and doped with Codoped with Co2+2+ ions", ions", J. Non-Cryst. SolJ. Non-Cryst. Sol.., , 354 (2008) 4437-442 354 (2008) 4437-442

2. 2. D. Piwowarska, S.M. Kaczmarek, P. Potera, P. Sagan, „Structural, dielectric, EPR and optical studies of PbMoOD. Piwowarska, S.M. Kaczmarek, P. Potera, P. Sagan, „Structural, dielectric, EPR and optical studies of PbMoO 44 single crystals doped with Cosingle crystals doped with Co2+2+ ions”, ions”, Opt. MatOpt. Mat., 31 (2009) 1798-1801., 31 (2009) 1798-1801

Optoelektronika i fizyka Optoelektronika i fizyka materiałowamateriałowa 77

1. 1. S.M. Kaczmarek, A. Bensalah, G. Boulon, "G-ray induced color centers in pure and Yb doped LiYFS.M. Kaczmarek, A. Bensalah, G. Boulon, "G-ray induced color centers in pure and Yb doped LiYF 44 and LiLuF and LiLuF44 single single crystalscrystals”, ”, Optical MaterialsOptical Materials, 28/1-2 (2006) 123-128 (1.339), 28/1-2 (2006) 123-128 (1.339)

2. 2. S.M. Kaczmarek, T. Tsuboi, M. Ito, G. Boulon, G. Leniec, "Optical study of YbS.M. Kaczmarek, T. Tsuboi, M. Ito, G. Boulon, G. Leniec, "Optical study of Yb 3+3+/Yb/Yb2+2+ conversion in CaF conversion in CaF22 crystals", crystals", Journal of Physics: Condensed MatterJournal of Physics: Condensed Matter , 17 (2005) 3771-3786 , 17 (2005) 3771-3786

3. 3. S.M. Kaczmarek, G. Leniec, G. Boulon, "S.M. Kaczmarek, G. Leniec, G. Boulon, "EPR results and Raman spectroscopy as a complementary characterization EPR results and Raman spectroscopy as a complementary characterization of isolated Yb ions and Yb pairs in CaFof isolated Yb ions and Yb pairs in CaF22:Yb single crystals", :Yb single crystals", J. All. CompJ. All. Comp. . 451 (1/2) (2008) 116-121451 (1/2) (2008) 116-121

4. 4. S.M. Kaczmarek, G. Leniec, J. Typek, G. Boulon, A. Bensalah, "Optical and EPR properties of BaYS.M. Kaczmarek, G. Leniec, J. Typek, G. Boulon, A. Bensalah, "Optical and EPR properties of BaY 22FF88 single crystals single crystalsdoped doped with Yb", J. of Luminescence 129 (2009) 1568-1574with Yb", J. of Luminescence 129 (2009) 1568-1574

3. Analiza centrów barwnych w monokryształach fluorków: 3. Analiza centrów barwnych w monokryształach fluorków: CaFCaF22, , LiLuFLiLuF44, , LiYFLiYF44, , BaYBaY22FF88, , KY3FKY3F1010 domieszkowanych domieszkowanych YbYb3+3+

Monokryształy CaFMonokryształy CaF22, LiLuF, LiLuF44, LiYF, LiYF44, BaY, BaY22FF88, KY, KY33FF1010 domieszkowane Yb domieszkowane Yb3+3+ wykonane zostały we Francji w celu zastosowania ich wykonane zostały we Francji w celu zastosowania ichjako matryce laserowe (i/lub materiały scyntylacyjne) generujące promieniowanie IR o dużej energii (koncentracja Yb aż do 30%).jako matryce laserowe (i/lub materiały scyntylacyjne) generujące promieniowanie IR o dużej energii (koncentracja Yb aż do 30%).Wykorzystując badania spektroskopowe (absorpcja, fotoluminescencja, termoluminescencja) oraz EPR przeprowadzono analizęWykorzystując badania spektroskopowe (absorpcja, fotoluminescencja, termoluminescencja) oraz EPR przeprowadzono analizęwpływu promieniowania gamma na właściwości optyczne monokryształów fluorków domieszkowanych iterbem. Pokazano, żewpływu promieniowania gamma na właściwości optyczne monokryształów fluorków domieszkowanych iterbem. Pokazano, żeoprócz centrów barwnych typu F, Voprócz centrów barwnych typu F, Vkk promieniowanie gamma wymusza zjawisko konwersji Yb promieniowanie gamma wymusza zjawisko konwersji Yb 3+3+/Yb/Yb2+2+. W efekcie powstają dwa . W efekcie powstają dwa rodzaje centrów Ybrodzaje centrów Yb2+2+ (z uwagi na wysoką koncentracje Yb i występowanie par Yb (z uwagi na wysoką koncentracje Yb i występowanie par Yb3+3+-Yb-Yb3+3+ ): centra Yb ): centra Yb2+2+ związane z Yb związane z Yb3+3+ (para) oraz (para) orazcentra izolowane Ybcentra izolowane Yb3+3+. Wyższa koncentracja jonów iterbu obniża intensywność dodatkowej absorpcji centrum typu F co oznacza. Wyższa koncentracja jonów iterbu obniża intensywność dodatkowej absorpcji centrum typu F co oznaczawspółzawodnictwo tego centrum z jonami iterbu w wychwytywaniu elektronów comptonowskich (powstałych po naświetleniu kryszta-współzawodnictwo tego centrum z jonami iterbu w wychwytywaniu elektronów comptonowskich (powstałych po naświetleniu kryszta-łu kwantami gamma w efekcie zjawiska Comptona).łu kwantami gamma w efekcie zjawiska Comptona).

200 300 400 500 600 700 800 900 1000 11000

2

4

6

200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100

0

2

4

6

x53

2

1

GF

D

C

BA

CaF2:Yb at 290K

1: as-grown, Yb3+ 5at%2: as-grown, Yb3+ 0.5at%3: H

2-annealed, Yb3+ 5at%

4: K

wavelength (nm)

abso

rptio

n co

effic

ient

(cm

-1)

4 K

[1/c

m]

Wavelength [nm]

200 300 400 500 600 700 800 900 1000 11000.0

2.0x105

4.0x105

6.0x105

8.0x105

Emission by 261 nm excitation

Excitation for 980 nm emission

wavelength (nm)

emis

sion

inte

nsity

(arb

. uni

ts) H

2-annealed CaF

2:Yb3+

200 250 300 350 400 4500

4

8

12

16

20

24

28

32

36

F

D

C

B

A3

2

1

K,

K [1

/cm

]

Wavelength [nm]

CaF2:Yb 5at.%

1 - K2 - K 104 Gy3 - K 105 Gy

Cooperation with: Cooperation with: Physical Chemistry of Luminescent Materials, Claude Bernard/Lyon 1 University, UMR CNRS 5620, Bat. A. Kastler, 10 rue Ampere, 69622 Villeurbanne, France

Optoelektronika i fizyka Optoelektronika i fizyka materiałowamateriałowa 88

4. Wzrost sprawności emisji monokryształów forsterytu 4. Wzrost sprawności emisji monokryształów forsterytu MgMg22SiOSiO44:Cr:Cr, po naświetleniu ich kwantami gamma, po naświetleniu ich kwantami gamma

200 400 600 800 1000 1200-4

0

4

8

12

16

1000 2000 3000 4000 50000

2

4

6

8

3

2

1

Abs

orpt

ion

coef

ficie

nt [1

/cm

]

Wavelength [nm]

Cr (0.6wt.%): Mg2SiO

41 - "annealed in O

2"

2 - 105 Gy3 - K [1/cm]

4

4 - annealed in O2

Mg2SiO

4 crystal

Abs

orpt

ion

coef

fiici

ent [

a.u.

]

Wavelength [nm]

200 300 400 500 600 700 800 9000

10000

20000

30000

40000

50000

60000

2

1

EXC

ITA

TIO

N [a

.u.]

Wavelength [nm]

Mg2SiO

4:Cr 0.6%

1 - em

=870 nm after 105 Gy2 -

em=900 nm

200 300 400 500 600 700 800 9000

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

2

1

EX

CIT

ATI

ON

[a.u

.]

Wavelength [nm]

Cr(0.6%): Mg2SiO4

1 - em

=1160 nm after 105 Gy2 - em=1200 nm

Forsteryt – MgForsteryt – Mg22SiOSiO44:Cr jest materiałem wykorzystywanym jako :Cr jest materiałem wykorzystywanym jako matryca laserowa dla laserów przestrajalnych. Pokazano, że matryca laserowa dla laserów przestrajalnych. Pokazano, że kolejne procesy: wygrzanie w atmosferze utleniającej i kolejne procesy: wygrzanie w atmosferze utleniającej i naświetlenie kwantami gamma dawką 1.2*10naświetlenie kwantami gamma dawką 1.2*1055 Gy prowadzą do Gy prowadzą do wzrostu amplitudy wzbudzenia i emisji próbki forsterytu, a w wzrostu amplitudy wzbudzenia i emisji próbki forsterytu, a w konsekwencji lasera. Przyczyną tego jest wzrost koncentracji konsekwencji lasera. Przyczyną tego jest wzrost koncentracji jonów Crjonów Cr4+4+ oraz powstanie centrów barwnych, z których transfer oraz powstanie centrów barwnych, z których transfer energii do poziomów wzbudzonych jonów Crenergii do poziomów wzbudzonych jonów Cr4+4+ podnosi inwersję podnosi inwersję obsadzeń tych poziomów, w efekcie sprawność lasera.obsadzeń tych poziomów, w efekcie sprawność lasera.

SS.M. Kaczmarek, W. Chen, G. Boulon, "Recharging processes of Cr .M. Kaczmarek, W. Chen, G. Boulon, "Recharging processes of Cr ions in Mgions in Mg22SiOSiO44 and  Y and  Y33AlAl55OO1212 crystals under influence of annealing crystals under influence of annealing and and -irradiation", -irradiation", Cryst. Res. & TechCryst. Res. & Tech., 41 (1) (2006) ., 41 (1) (2006) 41-4741-47

Cooperation with: Cooperation with: Physical Chemistry of Luminescent Materials, Claude Bernard/Lyon 1 University, UMR CNRS 5620, Bat. A. Kastler, 10 rue Ampere, 69622 Villeurbanne, France

Optoelektronika i fizyka Optoelektronika i fizyka materiałowamateriałowa 99

5. Niskosymetryczne centra domieszkowe C5. Niskosymetryczne centra domieszkowe C11 w monokrysz- w monokrysz-tałach tałach LiNbOLiNbO33 domieszkowanych domieszkowanych YbYb oraz oraz Yb+PrYb+Pr

Stwierdzono występowanie jonów YbStwierdzono występowanie jonów Yb3+3+ w LiNbO w LiNbO33 w postaci dwóch izotopów 170 i w postaci dwóch izotopów 170 i173 w położeniach o dwóch rodzajach symetrii: C173 w położeniach o dwóch rodzajach symetrii: C33 i C i C11, przy czym ilość jonów Yb, przy czym ilość jonów Ybw położeniach o symetrii Cw położeniach o symetrii C11 jest znacznie większa. Do tej pory w literaturze domi- jest znacznie większa. Do tej pory w literaturze domi-nował pogląd o przewadze w podobnych kryształach jonów Yb o symetrii Cnował pogląd o przewadze w podobnych kryształach jonów Yb o symetrii C 33. . Przewaga położeń CPrzewaga położeń C11 związana jest, naszym zdaniem, z odchyleniem składu kryształu związana jest, naszym zdaniem, z odchyleniem składu kryształuLiNbOLiNbO33 od składu stechiometrycznego, Li/Nb=0.94. Ponadto, przy koncentracji od składu stechiometrycznego, Li/Nb=0.94. Ponadto, przy koncentracjiok. 1% jonów Yb, stwierdzono już występowanie par jonów Ybok. 1% jonów Yb, stwierdzono już występowanie par jonów Yb3+3+ - Yb - Yb3+3+ , których , którychobecność szczególnie uwidaczniają pomiary widma EPR. Pary jonów Yb widoczneobecność szczególnie uwidaczniają pomiary widma EPR. Pary jonów Yb widocznesą również w widmie EPR kryształów LiNbOsą również w widmie EPR kryształów LiNbO33 domieszkowanych Yb i kodomiesz- domieszkowanych Yb i kodomiesz-kowanych Pr.kowanych Pr.

1. 1. T. Bodziony, S. M. Kaczmarek, J. Hanuza, T. Bodziony, S. M. Kaczmarek, J. Hanuza, "EPR and optical studies of LiNbO"EPR and optical studies of LiNbO33:Yb :Yb and LiNbOand LiNbO33:Yb, Pr single crystals", :Yb, Pr single crystals", J. J. All. All. & Comp& Comp., 451 (1/2) (2008) 240-247 ., 451 (1/2) (2008) 240-247

2. 2. T. Bodziony, S.M. Kaczmarek, „T. Bodziony, S.M. Kaczmarek, „A new low symmetry centres of YbA new low symmetry centres of Yb3+3+ impurities impurities in lithium niobate single crystalin lithium niobate single crystal”, ”, Opt.Opt. MatMat., 29 (2007) 1440-1446 ., 29 (2007) 1440-1446

3. 3. T. Bodziony, S.M. Kaczmarek, C. Rudowicz, "T. Bodziony, S.M. Kaczmarek, C. Rudowicz, "EPR and optical study of magneticallyEPR and optical study of magnetically coupled Ybcoupled Yb3+3+ ion pairs in weakly ion pairs in weakly doped LiNbOdoped LiNbO33:Yb single crystal", :Yb single crystal", Physica BPhysica B, 403 (2008) 207-218 , 403 (2008) 207-218

Optoelektronika i fizyka Optoelektronika i fizyka materiałowamateriałowa 1010

1.1. T. Bodziony, S.M. Kaczmarek, "EPR and optical measurements of weakly doped LiNbOT. Bodziony, S.M. Kaczmarek, "EPR and optical measurements of weakly doped LiNbO 33:Er", :Er", Physica BPhysica B, , 400 (2007) 99-105400 (2007) 99-105

2. 2. T. Bodziony, S.M. Kaczmarek, "EPR study of low symmetryT. Bodziony, S.M. Kaczmarek, "EPR study of low symmetry Er centers in congruent lithium niobate",Er centers in congruent lithium niobate",Phys. Stat. Sol. BPhys. Stat. Sol. B, 245 (5) (2008) 998-1002, 245 (5) (2008) 998-1002

3.3. T. Bodziony, „T. Bodziony, „On possible existence of a new Er centres in LiNbOOn possible existence of a new Er centres in LiNbO33:Er, Tm:Er, Tm”, ”, Opt. MatOpt. Mat, 31 (2008) 149-154, 31 (2008) 149-1544.4. T. Bodziony, S.M. Kaczmarek, „Temperature dependence of the EPR spectra and optical measurements T. Bodziony, S.M. Kaczmarek, „Temperature dependence of the EPR spectra and optical measurements

of LiNbOof LiNbO33:Er, Tm single crystal”, :Er, Tm single crystal”, J. All. CompJ. All. Comp. , 468 (2009) 581-585. , 468 (2009) 581-585

6. Niskosymetryczne centra domieszkowe C6. Niskosymetryczne centra domieszkowe C11 w monokrysz- w monokrysz-tałach tałach LiNbOLiNbO33 domieszkowanych domieszkowanych ErEr

Optoelektronika i fizyka Optoelektronika i fizyka materiałowamateriałowa 1111

7. Synteza i charakteryzacja nowych związków 7. Synteza i charakteryzacja nowych związków MM22CrVCrV33OO11-x11-x,,(M=Zn, Mg, Ni)(M=Zn, Mg, Ni)

Metale przejściowe i ich układy wieloskładnikowe bywająMetale przejściowe i ich układy wieloskładnikowe bywają bardzo dobrymi katalizatorami. Preparatykę związków Mbardzo dobrymi katalizatorami. Preparatykę związków M22CrVCrV33OO1111

wykonano na Wydziale Chemii PS, zaś ich charakteryzacji dokonano w ramach pracy doktorskiej A. Worsztynowicza.wykonano na Wydziale Chemii PS, zaś ich charakteryzacji dokonano w ramach pracy doktorskiej A. Worsztynowicza.Przeprowadzono pomiary EPR i podatności magnetycznej, z których jednoznacznie wynika, że jony Cr tworzą pary w związkachPrzeprowadzono pomiary EPR i podatności magnetycznej, z których jednoznacznie wynika, że jony Cr tworzą pary w związkachMgMg22CrVCrV33OO1111 oraz Zn oraz Zn22CrVCrV33OO1111, zaś pary Cr-Ni w związkach Ni, zaś pary Cr-Ni w związkach Ni22CrVCrV33OO1111. Zbudowano i dopasowano odpowiednie modele teorety-. Zbudowano i dopasowano odpowiednie modele teorety-czne pozwalające na porównanie z wynikami eksperymentalnymi. Uzyskana zgodność jest wystarczająca.czne pozwalające na porównanie z wynikami eksperymentalnymi. Uzyskana zgodność jest wystarczająca.

1.1. A. Worsztynowicz, S.M. Kaczmarek, V. Mody, R.S. Czernuszewicz, "Vanadochromates with divalent metals; structural A. Worsztynowicz, S.M. Kaczmarek, V. Mody, R.S. Czernuszewicz, "Vanadochromates with divalent metals; structural and magnetic characterization", and magnetic characterization", Rev. Adv. Mat. SciRev. Adv. Mat. Sci.. 14(1) (2007) 33-4014(1) (2007) 33-40

2. 2. A. Worsztynowicz, S.M. Kaczmarek, M. Bosacka, V. Mody, R.S. Czernuszewicz, "Structural and magnetic characterizationA. Worsztynowicz, S.M. Kaczmarek, M. Bosacka, V. Mody, R.S. Czernuszewicz, "Structural and magnetic characterizationof the Cr3+ and Ni2+ ion species in Ni2CrV3O11", of the Cr3+ and Ni2+ ion species in Ni2CrV3O11", Rev. Adv. Mat. SciRev. Adv. Mat. Sci., 14(1) (2007) 24-32., 14(1) (2007) 24-32

3. 3. A. Worsztynowicz, S.M. Kaczmarek, M. Kurzawa, M. Bosacka, "Magnetic study of CrA. Worsztynowicz, S.M. Kaczmarek, M. Kurzawa, M. Bosacka, "Magnetic study of Cr3+3+ ion in M ion in M22CrVCrV33OO11-x11-x (M=Zn, Mg) (M=Zn, Mg)compunds", compunds", Journal of Solid State ChemistryJournal of Solid State Chemistry, Ms. No.: JSSC-05-156R1, 178/7 (2005) 2231-2236, Ms. No.: JSSC-05-156R1, 178/7 (2005) 2231-2236

4. 4. A. Worsztynowicz, S.M. Kaczmarek, A. Worsztynowicz, S.M. Kaczmarek, W. PaszkowiczW. Paszkowicz, , R. MinikayevR. Minikayev, „"Crystal structure of magnesium chromium vanadate , „"Crystal structure of magnesium chromium vanadate MgMg22CrVCrV33OO1111, a member of A, a member of A22BVBV33OO1111 vanadate family", vanadate family", Powder DiffPowder Diff., 22(3) (2007) 246-252., 22(3) (2007) 246-252

5. 5. A. Worsztynowicz, Rozprawa doktorska, obrona 22.06.2007, promotor S.M. KaczmarekA. Worsztynowicz, Rozprawa doktorska, obrona 22.06.2007, promotor S.M. Kaczmarek

Optoelektronika i fizyka Optoelektronika i fizyka materiałowamateriałowa 1212

8. Synteza oraz spektralne i magnetyczne właściwości 8. Synteza oraz spektralne i magnetyczne właściwości związków makrobicyklicznych i makroacyklicznych – związków makrobicyklicznych i makroacyklicznych –

potencjalnych enzymów i kontrastów MRJpotencjalnych enzymów i kontrastów MRJ

1.1. G. Leniec, S.M. Kaczmarek, J. Typek, B. Kołodziej, E. Grech, W. Schilf, "G. Leniec, S.M. Kaczmarek, J. Typek, B. Kołodziej, E. Grech, W. Schilf, "Spectroscopic and magnetic properties Spectroscopic and magnetic properties of of GadoliniumGadolinium macrobicyclic cryptate complex", macrobicyclic cryptate complex", J. Phys.: Cond. MatterJ. Phys.: Cond. Matter, 18 (2006) 9871-9880 , 18 (2006) 9871-9880

2. 2. G. Leniec, S.M. Kaczmarek, J. Typek, B. Kołodziej, E. Grech, W. Schilf, "Spectroscopic and magnetic properties G. Leniec, S.M. Kaczmarek, J. Typek, B. Kołodziej, E. Grech, W. Schilf, "Spectroscopic and magnetic properties of Gadoliniumof Gadolinium macroacyclic and macrobicyclic complexes", macroacyclic and macrobicyclic complexes", Solid State PhenomenaSolid State Phenomena, 128 (2007) 199-205, 128 (2007) 199-205

3. 3. G. Leniec, S.M. Kaczmarek, J. Typek, B. Kołodziej, E. Grech, W. Schilf, "G. Leniec, S.M. Kaczmarek, J. Typek, B. Kołodziej, E. Grech, W. Schilf, "Magnetic and spectroscopic properties Magnetic and spectroscopic properties ofof GadoliniumGadolinium macroacyclic Schiff base complex", macroacyclic Schiff base complex", Sol. St. SciSol. St. Sci., 9 (2007) 267-273., 9 (2007) 267-273

4. 4. G. Leniec, J. Typek, S.M. Kaczmarek, "G. Leniec, J. Typek, S.M. Kaczmarek, "Magnetic properties of a new Er (III) macrobicyclic complex studied by Magnetic properties of a new Er (III) macrobicyclic complex studied by EPR", EPR", Applied Mag. ResApplied Mag. Res., 35 (1) (2008) 197-203., 35 (1) (2008) 197-203

5. 5. P. Przybylski, B. Kołodziej, G. Leniec, S.M. Kaczmarek, E. Grech, J. Typek, B. Brzeziński, P. Przybylski, B. Kołodziej, G. Leniec, S.M. Kaczmarek, E. Grech, J. Typek, B. Brzeziński, "ESI MS, "ESI MS, spectroscopic and semiempirical characterization of a new macrobicyclic complex with Er(III) cation", spectroscopic and semiempirical characterization of a new macrobicyclic complex with Er(III) cation", J. Mol. J. Mol. StructureStructure, 878 (2008) 95-103, 878 (2008) 95-103

6. 6. G. Leniec, S.M. Kaczmarek, J. Typek, B. Kołodziej, P. Przybylski, B. Brzeziński, E. Grech, „FIR, ESI and EPR G. Leniec, S.M. Kaczmarek, J. Typek, B. Kołodziej, P. Przybylski, B. Brzeziński, E. Grech, „FIR, ESI and EPR studies Of a Dy(III) Schiff base podand complex, studies Of a Dy(III) Schiff base podand complex, J. Non-Cryst. SolJ. Non-Cryst. Sol., 355 (2009) 1355-1359., 355 (2009) 1355-1359

7. 7. G. Leniec, Rozprawa doktorska, obrona 26.09.2008, promotor S.M. KaczmarekG. Leniec, Rozprawa doktorska, obrona 26.09.2008, promotor S.M. Kaczmarek

Ligand Ligand 33T33T Ligand Ligand 1T1T 33TGd33TGd 1TGd1TGd

Optoelektronika i fizyka Optoelektronika i fizyka materiałowamateriałowa 1313

9. Synteza i charakteryzacja nowych związków:9. Synteza i charakteryzacja nowych związków: molibdenianów, wolframianów RE i TM – mat. laserowychmolibdenianów, wolframianów RE i TM – mat. laserowych

1. M. Bosacka, A. Worsztynowicz, S.M. Kaczmarek, P. Jakubas, "Reactivity of FeVO4 towards selected molybdates(VI) of divalent transition metals”, J. Phys. & Chem. Sol., 68(5) (2007) 1184-1192

2. E. Tomaszewicz, A. Worsztynowicz, S.M. Kaczmarek, "Subsolidus phase relations in CuWO4-Gd2WO6 system", Solid State Sciences, 9 (2007) 43-51

3. E. Tomaszewicz, S.M. Kaczmarek, H. Fuks, "New cadmium and rare-earth metal tungstates with the sheelite type structure", Journal of Rare-Earths, 20 (2009) 131-135

4. E. Tomaszewicz, J. Typek, S.M. Kaczmarek, "Synthesis and some properties of new copper and rare-earth metal tungstates", J. Therm. Anal. Cal, 98 (2009) 409-421

5. E. Tomaszewicz, A. Worsztynowicz, S.M. Kaczmarek, "Reactivity in the solid state between CuWO 4 and Re2WO6 where RE=Nd, Sm, Eu, Dy. Ho, Er", Materiały IX Seminarium im. St. Bretsznajdera, pp. 319-323, Płock 27/28.09.2007

Optoelektronika i fizyka Optoelektronika i fizyka materiałowamateriałowa

10. Charakteryzacja nowych związków: 10. Charakteryzacja nowych związków: YVOYVO44:Yb, Tm:Yb, Tmmateriałów laserowychmateriałów laserowych

200 300 400 500 600 700 800 9000,000

0,002

200 300 400 500 600 700 800 9000,000

0,002

200 300 400 500 600 700 800 9000,0

0,2

200 300 400 500 600 700 800 9000,000

0,001

x(zz)x A1gd e m o d e m o d e m o d e m o d e m o

d e m o d e m o d e m o d e m o d e m o

x(yy)x A1g+ B1g

Ram

an In

tens

ity [a

.u.]

d e m o d e m o d e m o d e m o d e m o

d e m o d e m o d e m o d e m o d e m o

z(xy)z B2gd e m o d e m o d e m o d e m o d e m o

d e m o d e m o d e m o d e m o d e m o

x(yz)x Eg

Wavenumber [cm-1]

d e m o d e m o d e m o d e m o d e m o

d e m o d e m o d e m o d e m o d e m o

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

100

200

300

400

500

600

700

800

900

B r (mT)

Angle in bc- plane (deg.)

-40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 160300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

B r (mT)

Angle in ab- plane (deg.)

1. H. Fuks, S.M. Kaczmarek, L. Macalik, B. Macalik, J. Hanuza, „EPR and vibrational studies of YVO 4:Yb, Tm single crystal”, Opt. Mat., 31 (2009) 1883-1887

Optoelektronika i fizyka Optoelektronika i fizyka materiałowamateriałowa 1515

11. 11. Optical and EPR study of Optical and EPR study of BaYBaY22FF88 single crystals single crystalsdoped with doped with YbYb

500 600 700 8000

5000

10000

15000

20000

25000

1

2

BaY2F

8:Yb 10%

1 - "as-grown"2 - 105 Gy

PL

[a.u

.]

Wavelength [nm]

2

1

0

5

10

15

20

4I9/2

VIS IRIR

2H11/2

4F9/2

2F7/2

2F5/2

4F7/2

4S3/2

4I11/2

4I15/2

Yb3+Er3+

1. S.M. Kaczmarek, G. Leniec, J. Typek,G. Boulon, A. Bensalah, „Optical and EPR study of BaY 2F8 single crystals doped with Yb”, J. Lum., 2009, in the print