Возбуждение люминесценции и дефектообразование в ионных кристаллах под действием синхротронного излучения (5-30 ЭВ)

• Автор: Махов, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 218 c. : ил

ГЛАВА I. ЭЛЕКТРОННЫЕ ВОЗБУЖДЕНИЯ В ИОННЫХ КРИСТАЛЛАХ
1.1. Оптические свойства электронов в твердом теле
1.2. Особенности электронных возбуждений в ионных кристаллах
1.3. Автолокализация, миграция, размножение и распад на дефекты электронных возбуждений в ионных кристаллах
1.4. Экспериментальные методы исследования собственных электронных возбуждений в ионных кристаллах
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИХ
ИССЛЕДОВАНИЙ В ПУЧКЕ СИНХРОТРОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
2.1. Характеристики синхротронного излучения ускорителя электронов ФИАН С
2.2. Оптическая схема установки. Конструкция и свойства монохроматора нормального падения
2.3. Автоматизированная установка управления экспериментом сбора информации и обработки результатов измерений
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МИГРАЦИИ, РАЗМНОЖЕНИЯ И РАСПАДА ЭЛЕКТРОННЫХ ВОЗБУЖДЕНИЙ В КРИСТАЛЛАХ А1а Вт,
КВГ И С$ Вт
3.1. Особенности электронных возбуждений в кристаллах
ЫаВг , КВт уіСзВг
3.2. Исследование процессов размножения анионных электронных возбуждений в кристаллахМяВг, КВг и СбЗг
3.3. Катионные экситоны в С$8г
ГЛАВА 4. ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА В ВУФ ОБЛАСТИ СПЕКТРА И МЕХАНИЗМЫ
ОБРАЗОВАНИЯ ЦЕНТРОВ ОКРАСКИ В А/Г

4.1. Электронные возбуждения и центры окраски в
кристаллах Li F
4.2. Оптические свойства в БУФ области спектра центров окраски в U F
4.3. Исследование механизмов образования центров окраски
в U F
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ВОЗБУЖДЕНИЯ СОБСТВЕННОЙ И
ПРИМЕСНОЙ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ В КРИСТАЛЛАХ ТИПА ФЛЮОРИТА
5.1. Структура электронных возбуждений кристаллов МеР2
(Me = Ca,Sr , Ва)
5.2; ВУФ спектры возбуждения люминесценции кристаллов Са?2,
активированных редкоземельными элементами
5.3. Исследование собственной люминесценции кристаллов типа флюорита при импульсном возбуждении синхротронным излучением
ГЛАВА 6. СПЕКТРЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ КИСЛОРОДОСОДЕРЖАЩИХ
СОЕДИНЕНИЙ
6.1. Размножение электронных возбуждений в Y203
6.2. Фотонное умножение в
6.3. Фотонное умножение в Z^GeO^-Mn
6.4. Фотонное умножение в И Y2SiÖ5~Ce
6.5. Заключительные замечания
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Приложение I. Методика расчета характеристик синхротронного
излучения ускорителя электронов ФИАН С
Приложение 2. Расчет дефокусировки монохроматора при повороте
дифракционной решетки
Приложение 3. Методика оценки времени затухания люминесценции...194 ЛИТЕРАТУРА

Исследование оптических свойств твердых тел является одним из основных методов получения информации об их электронной структуре. Особенностью ионных кристаллов, к которым относятся щелочно-галоидные кристаллы (ЩГК), галоидные соли щелочноземельных металлов, окислы и сульфиды щелочноземельных металлов, окислы металлов третьей группы, системы типа фосфатов, нитратов, сульфатов и т.п., является наличие широких запрещенных зон (их ширина больше 6 эВ) в энергетическом спектре электронов между занятыми состояниями валентной зоны и незаполненными состояниями зоны проводимости. Поэтому начало оптического поглощения этими кристаллами приходится на область вакуумного ультрафиолета (БУШ), и для изучения их собственных электронных возбуждений необходимо применение методов ВУФ спектроскопии.
Несмотря на то, что практика применения методов спектроскопии ВУФ в ближайшем будущем отметит свой 100-летний юбилей, интерес к этой области исследований, особенно в спектроскопии твердого тела, не ослабевает. Это связано прежде всего с широким распространением в настоящее время экспериментальной техники, основанной на использовании синхротронного излучения (СИ), обладающего несомненными преимуществами по сравнению с излучением других источников ВУФ (см.,например, обзоры / 1-3 /). Такие свойства СИ, как широкий непрерывный спектр, высокая интенсивность, узкая направленность, высокая степень поляризации, импульсная временная структура делают СИ незаменимым инструментом спектроскопических исследований и открывают принципиально новые возможности изучения электронных возбуждений широкощелевых ионных кристаллов.
Интерес к изучению ионных кристаллов связан с их широким

фокусирует излучение на выходную щель (б) (ее ширина может меняться от 0 до 5 мм; точность установки - 0,01 мм), за которой установлен азотный криостат (7). Расстояние от излучающей точки орбиты электронов (I) до дифракционной решетки - 8.8 м. Расстояние от дифракционной решетки до выходной щели - 1,13 м.
Разделитель пучков, камера с поворотным зеркалом, монохроматор и криостат имеют самостоятельные вакуумные системы безмасля-ной откачки на основе магнито-разрядных насосов НОРД-ЮО и Н0РД--250 и отделены друг от друга затворами. Во всех вакуумных обьемах поддерживается вакуум '''10 мм рт.ст.
Конструкция монохроматора сходна с известной конструкцией монохроматора Скибовского и Штейнмана / 70 /, в которой применена видоизмененная схема Водсворта. Эта схема позволяет работать с почти параллельным пучком СИ без входной щели. Сканирование по спектру осуществляется поворотом дифракционной решетки вокруг оси, смещенной на 50 мм от оси падающего излучения. Для решетки
с числом штрихов 1200 на I мм линейная дисперсия монохроматора о
7,3 А/мм. Решетку можно вывести из пучка СИ поворотом на
Угол между входным и выходным направлениями монохроматора - 10°. Конструкция монохроматора предусматривает возможность перехода от горизонтальной плоскости дисперсии к вертикальной. Юстировка прибора осуществлялась по лучу лазера (3), имитирующему ось пучка излучения и собственно по излучению в видимой области спектра СИ.
Преимуществом выбранной схемы монохроматора является отсутствие входной щели (точнее входной щелью служит сам источник излучения - сгусток электронов), что позволяет получать высокую интенсивность излучения на выходе монохроматора. Например, при энергии электронов 577 МэВ и числе электронов на орбите 5x10^ в