Процессы образования и свойства центров люминисценции в щелочно-галоидных кристаллах с примесями элементов IIIA и VIIIB групп

• Автор: Кочубей, Вячеслав Иванович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 236 с. : ил

Введение
Глава 1. Термически стимулированные дефекты чистых кристаллов
1.1. Образование центров люминесценции в результате прогрева чистых щелочногалоидных кристаллов
1. 2. Воздействие рентгеновского излучения на термически обработанные кристаллы. 28 1.3. Выводы
Глава 2. Щелочно-галоидные кристаллы с примесью никеля
2. 1. Необходимость исследования
2. 2. Выращивание кристаллов
2. 3. Зависимость структуры примесных центров от температурной обработки и концентрации примеси
2.3.1. Общие зависимости поведения спектров в кристаллах
2.3.1.1. Теоретические предпосылки
2.3.1.2. Внутрицентровые переходы
2.3.1.3. Полосы с переносом заряда в необлученных кристаллах
2.3.2. Полосы поглощения в необлученных кристаллах. Экспериментальные данные
2.3.2.1. Концентрационные зависимости
2.3.2.2. Зависимость полос поглощения от обработки кристалла
2.3.2.3. Спектры люминесценции нерентгенизованных щелочно-галоидных кристаллов с примесью никеля
2.3.3. Воздействие ионизирующего излучения на кристаллы
2.3.3.1. Изменения спектральных характеристик кристаллов
2. 4. Введение никеля в щелочно-галоидные кристаллы методом диффузии
2.4.1. Электролитический метод
2.4.2. Термически стимулированная диффузия
2.4.2.1. Внедрение металлического никеля
2.4.2.2. Внедрение соли МСЬ
2. 5. Выводы
Глава 3. Примесные центры люминесценции в кристаллах с примесыо ртутеподобных ионов
3.1. Примесные центры в необлученных кристаллах
3.1.1. Кристаллы с малой концентрацией примеси
3.1.1.1. Спектры поглощения
3.1.1.2. Люминесценция ртутеподобных ионов в щелочно-галоидных кристаллах
3.1.2. Концентрационные изменения в спектрах
3.1.3. Влияние метода введения примеси в кристалл на его свойства
3.1.3.1. Выращивание кристаллов из расплава
3.1.3.2. Внедрение примеси в кристаллы методом диффузии
3. 2. Преобразование примесных дефектов под действием ионизирующего излучения
3.2.1. Центры Ме2+
3.2.2. Центры Ме°Уа+
3.2.3. Стабильные радиационно-созданные дефекты в щелочно-галоидных кристаллах с примесью ртутеподобных ионов
3. 3. Мелкодисперсные кристаллы
3. 4. Выводы
Глава 4. Применение методов ЕХАГ8 - спектроскопии для исследования структуры дефектов в щелочно-галоидных кристаллов
4. 1. Сущность метода ЕХАГБ спектроскопии
4. 2. Исследование щелочно-галоидных кристаллов методом ЕХАГб
4. 3. Люминесцентные методы регистрации спектров ЕХАГБ
4.3.1. Флуоресцентная ЕХАБЗ - спектроскопия
4.3.2. ХЕОЬ - спектроскопия
4. 4. Применение люминесцентных методов ЕХАР8 - спектроскопии для исследования щелочно-галоидных кристаллов
4.4.1. Метод ПЕХАГБ
4.4.2. Метод ХЕОЬ - спектроскопии
4. 5. Выводы
Глава 5. Применение щелочно-галоидных кристаллов для рентгеновской микроскопии
5.1. Использование рентгеночувствительных фосфоров в биологии и медицине
5. 2. Запоминающие люминофоры для рентгенографии
5. 3. Использование в рентгенографии щелочно-галоидных кристаллов
5.3.1. Рентгенолюминофоры
5.3.2. Радиофотолюминофоры
5. 4. Способы регистрации люминесцентных изображений
5. 5. Характеристики полученных изображений
5. 6. Повышение пространственного разрешения
5. 7. Другие возможности применения радиофотолюминофоров на основе щелочногалоидных кристаллов
5. 8. Выводы
Заключение
Список использованной литературы

Введение
Несмотря на то, что исследования спектральных и структурных характеристик центров люминесценции в щелочно-галоидных кристаллах продолжаются более полувека, актуальность таких исследований не уменьшается. Это связано, в первую очередь с тем, что примесные и собственные центры люминесценции в таких кристаллах, имеющих простую кубическую решетку и ионный тип связи между атомами, достаточно просто описываются математически. Это позволяет рассчитывать их спектры поглощения и люминесценции и, соответственно, сопоставляя экспериментальные и расчетные спектральные характеристики и дополнительную структурную информацию получать данные, с одной стороны, о пространственной и электронной конфигурации таких центров, а с другой - совершенствовать математический аппарат для дальнейшего применения в случае более сложных систем. Таким образом, щелочно-галоидные кристаллы являются удобными модельными объектами для исследования закономерностей формирования пространственных и спектральных характеристик центров люминесценции в широкозонных диэлектриках.
В то же время, интерес к исследованиям центров люминесценции в таких кристаллах периодически возрастает в связи с появлением публикаций о возможности их практического применения в той или иной области. Впервые такое резкое возрастание возникло вследствие разработки устройств для дозиметрии ионизирующего излучения, затем - появления лазеров на центрах окраски, материалов для записи и хранения информации.
В конце 80-х годов исследования спектральных и структурных характеристик различных рентгенолюминофоров, в том числе и на примесных центрах люминесценции в щелочно- галоидных кристаллах, были стимулированы разработкой новых люминесцентных запоминающих материалов и методов для регистрации изображений, создаваемых
рентгеновским излучением (так называемые Image Plates). Такие материалы позволяют фиксировать рентгеновское изображение при помощи центров люминесценции, созданных ионизирующим излучением. Концентрация центров пропорциональна поглощенной дозе. При этом экспонируется сразу весь объект, как при обычном фотографировании, однако изображение получается в скрытом виде. Затем, при помощи специальных устройств считывания, изображение визуализируется. В основе
визуализации лежит оптическое разрушение радиаиионно созданных центров люминесценции. Возникающая при этом рекомбинационная люминесценция

Хранение рентгенизованных и высвеченных образцов НаС1 приводит к смещению полосы люминесценции в желто-оранжевой области спектра в сторону больших длин волн, что говорит об агрегации данных центров люминесценции с течением времени [21].

оти.ед.
Рис. 1.17. Зависимость интенсивности люминесценции на 357 нм от температуры прогрева кристаллов ХаС1: 1 - до , 2 - после рентгенизации и фотообесцвечивания кристаллов.

СГШ.еД.
Рис. 1.18. Зависимость интенсивности люминесценции рентгенизованных и фотообесцвеченных кристаллов КаС1 от температуры предварительного прогрева. Люминесценция наблюдалась в областях: 1 - 435-440 нм, 2 - 580-593 нм.