Интенсивность излучения внутрицентровых 4$f$-переходов в пленках $a$-Si : H, ZnO и GaN, легированных редкоземельными ионами

Показано, что интенсивность излучения внутрицентровых 4$f$-переходов в аморфных пленках $a$-Si : H, кристаллических пленках GaN, ZnO, легированных редкоземельными ионами, определяется локальным окружением ионов легирующих примесей. В случае $a$-Si : H наличие псевдооктаэдрона точечной группы $C_{4V}$ реализуется за счет нанокристаллитов, что обеспечивает локальное окружение редкоземельных ионов. В случае гексагональной кристаллической решетки в кристаллических пленках GaN, ZnO реализация локальной симметрии редкоземельных ионов, введенных в полупроводниковую матрицу методом диффузии, с псевдооктаэдром точечной группы $C_{4V}$ происходит вследствие напряжений, вызываемых встраиванием в узлы кристаллической решетки комплекса редкоземельный ион-O с бо́льшим радиусом, чем замещаемые ими ионы исходной решетки. В пленках ZnO в отличие от пленок GaN имеет место интенсивное излучение как в длинноволновой области спектра, характерное для внутрицентровых 4$f$-переходов редкоземельных ионов, так и существенное увеличение интенсивности излучения при легировании Tm, Sm, Yb в коротковолновой области спектра ($\lambda$ = 368–370 нм).
В пленках GaN в этой области спектра при легировании редкоземельными ионами имеется лишь наличие неоднородно уширенной полосы излучения, обусловленной наличием полосы излучения, характерной для донорно-акцепторной рекомбинации.