Un Modelo semicontinuo para los centros F2+ en halogenuros alcalinos

Abstract

Los centros de color son impurezas dentro de un material halogenuro alcalino y son responsables del coloramiento de dichos materiales cuando se les hace incidir radiación electromagnética. Desde el siglo pasado los centros de color han sido objeto de una gran cantidad de estudios tanto teóricos como experimentales debido a su posible utilización en diversas ramas de la ciencia; por ejemplo, el desarrollo de la física nuclear ha requerido materiales que tengan una alta estabilidad ante daños por radiación, también estos defectos han sido utilizados para encontrar criterios de seguridad para guardar materiales de desechos radioac¬tivos, y más recientemente, han sido objeto de estudio debido al papel relevante que han tenido estos defectos en distintas aplicaciones con nuevas e inusuales propiedades a escala manométrica. El descubrimiento de la acción láser en NaCl:OH- también introdujo los centros de color en la forma (F2+)H, los cuales combinan las características ópticas de los centros F2+ (alta intensidad del oscilador y eficiencia cuántica) junto con la estabilidad debido al efecto de las impurezas de anión vecinas [l]. También algunos láseres que usan centros de color en cristales halogenuros alcalinos pueden entregar una potencia cerca del rango del infrarrojo 0.8 - 4.0 µm [2], este rango hace importantes a los láseres de estado sólido para la espectroscopia molecular, la detección de contaminantes, la comunicación por fibra óptica y otros campos de investigación científica. En particular el centro de color conocido como centro F2+ fue descubierto [3] como un centro de acción láser. Para su estudio se aplicó el modelo teórico del ion molecular H2+ con bastante éxito; sin embargo, hubo aspectos que no lograron explicarse por completo, como por ejemplo el orden de los niveles de energía [4], ello nos ha motivado a buscar un nuevo modelo que se adecue a la realidad física de esta impureza. Actualmente el novel concepto de sistema cuántico confinado ha sido muy útil para analizar y describir problemas en los cuales las características principales del sistema a es-tudiar son que sus dimensiones sean del orden de nanómetros y la existencia de un confi-namiento espacial de algún tipo sobre el sistema. Por ejemplo, si algún electrón está confinado a moverse en una dirección espacial dentro ele un cristal podríamos modelar a la partícula y al confinamiento como un alambre cuántico; si estamos hablando de un electrón confinado a moverse libremente dentro de una región muy pequeña dentro de algún cristal, entonces estarnos hablando de un punto cuántico y a partir de dicho modelo podemos estudiar las propiedades y características de dicho sistema. Este concepto es el que aplicaremos nosotros en este trabajo. El trabajo se ha organizado ele la siguiente forma: En el primer capítulo se presenta información referente a los centros color, sus características y su utilidad como generadores de láseres, y también se comentan dos de las dos técnicas más ampliamente utilizadas para crear impurezas de centro F en halogenuros alcalinos; también en este capítulo se incorpora información acerca de las impurezas Ft, las cuales son agregados de centros F y cuyo estudio es el propósito del presente trabajo. En el capítulo 2 se hace referencia a la evidencia experimental obtenida por Mollenauer [4], en la cual se logró medir las transiciones entre los primeros cinco niveles ele energía del centro F2+. En el capítulo 3 presentamos de manera detallada el modelo teórico que se propone para describir al centro F2+. En el capítulo 4 presentamos los resultados y conclusiones obtenidos, los cuales se comparan con los correspondientes resultados obtenidos por el trabajo experimental de Mol¬lenauer [4]. Para finalizar, presentamos algunas conclusiones referentes al trabajo aquí desarrollado.