Stress absorption spectra of V3+ in α-Al2O3: Jahn-Teller effect in the 3T2 state
Abstract
enStudy under stress of 3T2 state of the V3+ ion in corundum (α-Al2O3) was performed at 77 K. Absorption spectra are made on 3A2(3T1)→3T2 zero-phonon lines and on the 3A2(3T1) → → 1A1 sharp line. Under uniaxial stress, the degeneracy of vibronic levels is removed: curves show the shifts and splittings of 3A2 → 3T1 and 3A2 → 1A1 transitions as a function of the applied pressure. The strain interaction with 3T2 state only is deduced. The stress spectra cannot be quantitatively explained without taking into account a large S15* local elastic compliance. The local deformation around the V3+ ion is similar to this one around the Cr3+ or Co3+ ion. Studying the 3A2 → 3T2 band by the method of moments a coupling between the V3+ ion and a breathing mode A1 is found. Results of measurements cannot be interpreted by a Jahn-Teller effect with only the pure tetragonal modes.
Abstract
frL'étude sous contrainte de l'état 3T2 de l'ion V3+ dans le corindon (α-Al2O3) a été effectuée à 77 K. Les mesures d'absorption ont porté sur la raie sans phonon 3A2(3T1) → 3T2 et sur la raie fine 3A2(3T1) → 1A1. Sous l'influence de contraintes uniaxiales la dégénérescence des niveaux vibroniques est levée: différentes courbes montrent le déplacement et les splittings des transitions 3A2 → 3T2 et 3A2 → 1A1 en fonction des pressions appliquées: on en déduit l'interaction de la déformation avec 3T2 seul. Les spectres sous contrainte ne peuvent s'expliquer quantitativement que par la présence d'une forte constante d'élasticité locale S15*. La déformation locale autour de l'ion V3+ est similaire à celle qui existe autour des ions Cr3+ ou Co3+. L'étude de la bande 3A2 → 3T2 par la méthode des moments a permis de mettre en évidence le couplage de l'ion dopant avec un mode totalement symétrique A1. Enfin les résultats des mesures ne peuvent ětre interprétés par un effet Jahn-Teller avec seulement des modes purement tétragonaux.
