Optical centers and quantum entangled states of Nd3+ ions in doped fluoride crystals
Haruldaste muldmetallide ioonidega (HMI) aktiveeritud fluoriidkristallid ja nende nanoosakesed pakuvad suurt huvi nii fundamentaal- kui ka rakendusteaduse jaoks. Viimaste kümnenditega on esile kerkinud mitmeid uusi optika, lasertehnoloogia ja fotoonika rakendusi. Uudne ja paljulubav valdkond nende materjalide jaoks on ülikiirete optiliste kvantarvutite arendamine, kus HMI baasil optilised tsentrid toimivad kvantbittidena. Selles kontekstis pakub suurt huvi erinevat tüüpi HMI optiliste tsentrite tekkimise ja omaduste uurimine. Käesoleva väitekirja raames uuriti Nd3+ ioonidega dopeeritud erinevat tüüpi fluoriidkristalle vedela heeliumi temperatuuridel, kasutades aeglahutusega kohtselektiivset laserspektroskoopiat. Fluoriit-struktuuriga kristallides, kus Nd3+ lisandioonide lähedal paiknevad laengut kompenseerivad F− ioonid, tekivad väga erinevad, unikaalsete omadustega optilised tsentrid. Uuriti detailselt mitmesuguste optiliste tsentrite spektraalseid ja kineetilisi omadusi. Identifitseeriti ja kirjeldati mitu uut, eelnevalt tundmatut optilist tsentrit. Kahevärvuselist laserergastusskeemi kasutades kahe lähestikku paikneva HMI vastasmõju. Näidati, et sellist laadi ioonpaarist koosnev optiline tsenter on võimalik viia nn kooperatiivsesse kvantpõimitud seisundisse ja seeläbi kasutada ehituskivina tuleviku kvantarvutites. Seega väitekirja tulemused annavad väärtusliku panuse sellesse aktuaalsesse ja kiiresti arenevasse moodsa teaduse ja tehnoloogia valdkonda.
fluorides, crystals, rare earth compounds, ions, nanoparticles, optical properties, spectroscopy, laser spectroscopy
Networked Digital Library of Theses and Dissertations