Study of the radiative properties of rare earth ions: case of Er3+, Dy3+ and Ho3+ ions.
Étude des propriétés radiatives d'ions de terres rares : cas des ions Er3+, Dy3+ et Ho3+.
Résumé
This thesis deals with the study of the spectroscopic properties of trivalent rare earth ions, case of Er3+, Dy3+ and Ho3+. For the ErIV ion, we extended and analyzed the vacuum ultraviolet (VUV) spectrum in the region from 705 to 2460 Å using the parametric Racah-Slater method implemented in the ab-initio code series of R.D Cowan. The experimental spectra were produced and recorded with the 10.7m spectrograph of the Paris-Meudon observatory. This allowed us to identify 1022 new lines as transitions between the f11, f10d, f10s, f10p configurations added to the 591 lines previously identified. These identifications had the effect of determining 168 new energy levels of ErIV for an average deviation of 51 cm-1 for odd configurations (f11 and f10p) and 53cm-1 for even configurations (f10d and f10s) . The large number of identified experimental levels gives a better definition of the Racah parameters, which improves the prediction of unknown levels and the transition probabilities. For Dy3+ and Ho3+, we were interested in the theoretical study of the radiative properties using the scale factors of elements of the same isionic sequence.
Cette thèse porte sur l'étude des propriétés spectroscopiques d'ions trivalents de terres rares, cas de Er3+, Dy3+ et Ho3+. Pour l'ion ErIV, nous avons étendu et analysé le spectre ultraviolet sous vide (VUV) dans la région allant de 705 à 2460 Å moyennant la méthode paramétrique de Racah-Slater implémentée dans la série des codes ab-initio de R.D Cowan. Les spectres expérimentaux ont été produits et enregistrés avec le spectrographe de 10.7m de l'observatoire de Paris-Meudon. Ce qui nous a permis d'identifier 1022 nouvelles raies comme transitions entre les configurations f11, f10d, f10s, f10p additionnées aux 591 raies identifiées précédemment. Ces identifications ont eu pour effet de déterminer 168 nouveaux niveaux d'énergie de l'ErIV pour une déviation moyenne de 51 cm-1 pour les configurations impaires (f11 et f10p) et de 53cm-1 pour les configurations paires (f10d et f10s). Le nombre important de niveaux expérimentaux identifiés donne une meilleure définition des paramètres de Racah, ce qui améliore la prédiction des niveaux inconnus et les probabilités de transitions. Pour le Dy3+et le Ho3+, nous nous sommes intéressés à l'étude théorique des propriétés radiatives en utilisant les facteurs d'échelle d'éléments de la même séquence isoionique.