Estudio teórico de mecanismos que compiten con la actividad láser de los iones Cr3+ y V2+ en fluoroperovskitas

Resumen

El estudio de los iones V2+ y Cr3+ como láseres de estado sólido tiene interés en aplicaciones de oftalmología, espectroscopía, etc. Los experimentos de vanadio en las fluoroperovskitas cúbicas KMgF3, KZnF3 y CsCaF3 revelan una eficiencia láser mucho menor de lo esperado, y se propone la absorción desde el estado excitado 4T2g como el mecanismo más probable de competencia. Existen dificulatades en la medida de las distorsiones locales y en la espectroscopía desde estados excitados. Las dificultades son tales que se han encontrado conclusiones contradictorias. El espectro de emisión de la impureza de cromo también se interpreta de forma distinta debido a la complejidad del mismo por la contribución de defectos de cromo de distinta simetría. El estudio teórico de las propiedades locales aporta la información complementaria necesaria para comprnder la geometría y la espectroscopía de estos láseres, y ayuda a resolver las contradicciones planteadas. Los cálculos se han realizado utilizando el método de los Potenciales Modelo Ab Initio (AIMP) teniendo en cuenta la relajación y polarización de los iones de la red cristalina. Se han obtenido las estructuras locales de los defectos en las redes mencionadas anteriormente. Las distorsiones locales producidads por las impurezas son, en general, considerables, y no se pueden obtener utilizando modelos simples empíricos basados en el uso de radios iónicos o modelos puramente electrostáticos. El efecto de la relajación y polarización de red en las distancias de enlace de los defectos de vanadio produce una distorsión adicional del mismo signo que la obtenida con la red congelada. En todos los defectos de cromo estudiados (cúbico, trigonal y tetragonal) la relajación de red se opone a las distorsiones obtenidas con una red rígida, atenuándolas. Esta cancelación de efectos se asocia a la existencia de monopolo y/o dipolo en el defecto. Esto contrasta con el efecto de la r