. Effet de la matrice
Pour un ion libre en symétrie sphérique, les niveaux d’énergie sont totalement dégénérés ( J niveaux). Lorsque l’ion introduit dans un matériau vitreux ou cristallin, la symétrie change. On doit
alors considérer l’influence du champ cristallin crée par les atomes de la matrice sur les électrons 4f des ions des terres rares. L’Hamiltonien résultant de cette perturbation peut s’écrire :
(2.6)
Cet Hamiltonien va être fonction de la symétrie du champ cristallin dans le quel est introduit l’ion de terre rare. Sa perturbation est faible et n’entraîne qu’une levée partielle de la
dégénérescence des niveaux d’énergie. Cette dégénérescence des niveaux J est alors levée en MJ niveaux, appelés « niveaux Stark ». Seuls les premiers voisins de l’ion ont une influence
sur la levée de la dégénérescence.
L’effet de la matrice sur l’ion de terre rare est beaucoup plus faible que l’interaction entre les électrons et l’interaction Spin-Orbit du fait de l’écran formé par les électrons 5s2 et 6 s2 (Figure
2.2).
Un état 2s+1LJ sera dégénéré en sous-niveaux dans le cas d’une transition purement dipolaire électrique et pour une transition purement dipolaire magnétique. En général, l’environnement
de l’ion fait que nous avons sous-niveaux.
