Моделирование процесса диффузии атомов кислорода и водорода в твердых телах - кристаллофосфорах, с учетом микроструктуры образца

• Автор: Чистякова, Надежда Владимировна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 124 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
№ п/п Наименование №

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава I. ДИФФУЗИЯ В ТВЕРДОМ ТЕЛЕ И СПОСОБЫ ЕЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОПИСАНИЯ
1.1 Общие представления о диффузии в твердом теле
1.2 Методы теоретического описания диффузии
1.2.1 Феноменологическое описание диффузии
1.2.2 Метод Монте-Карло
1.2.3 Метод молекулярной динамики
1.2.4 Оригинальные подходы к описанию диффузии
1.3 Диффузия кислородных частиц в диэлектриках и
полупроводниках Глава 2 МЕТОД МОНТЕ-КАРЛО
2.1 Общее представление о методе
2.2 Задачи, решаемые методом Монте-Карло
2.3 Метод Монте-Карло для моделирования физико-
химических процессов
2.4 Разработка Монте-Карло алгоритма для моделирования
диффузии в твердом теле
Глава 3 ИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ДИФФУЗИИ
3.1 Тушение фотолюминесценции
3.2 Имитационные модели

3.2.1 Структура кристалла
3.2.2 Задача о входе кислорода в образец
3.2.3 Задача о выходе кислорода из образца
3.2.4 Задача о восстановлении водородом свечения,
предварительно потушенного кислородом
Выводы к главе 3
Глава 4 ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ТУШЕНИЯ
4.1 Особенности феноменологического описания
4.2 Эксперимент по входу атомов кислорода в образец
4.2.1 Полубесконечный образец с постоянной
концентрацией диффузанта на верхней границе
4.2.2 Полубесконечный образец с учетом скорости потока
через границу образца
4.2.3 Полубесконечный образец с концентрацией на
поверхности, зависящей от времени
4.2.4 Сферический образец с постоянной концентрацией на
поверхности
4.3 Эксперимент по выходу атомов кислорода из образца
4.3.1 Полубесконечный образец с постоянной
концентрацией диффузанта на верхней границе
4.3.2 Полубесконечный образец с учетом скорости потока
через границу образца
4.3.3 Сферический образец с постоянной концентрацией на
поверхности
4.4 Эксперимент по входу атомов кислорода и водорода в
образец

Выводы к главе 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

повторно окисляется при 7>700 К. Этот рост инициирован высокой подвижностью атомарного кислорода в Zr02 благодаря объемной диффузии и диффузии по границам зерен атомов О в моноклинном и тетрагональном 7хОг [38].
Полуторные оксиды 8с203 и У203 - единственные твердые оксиды в системах, соответственно, скандий, иттрий - кислород [34]. При температурах ниже 2500 К они существуют в виде С-модификации, в которой каждый катион (ион скандия 8с3+ или иттрия У3+) окружен шестью ионами О2" кислорода, находящимися в вершинах куба [37]. Характерной особенностью структуры С-типа является наличие двух видов
симметрии окружения атомов металла (применительно к 8с203 и У203 -катионов 8с3+ или У3+). При «низкой» симметрии окружения С2 ионы О2' занимают вокруг Эс31 или У3+ вершины куба, кроме двух, соединенных диагональю грани, а при «высокой» С?,- (57 - по Шенфлису) — вершины куба, кроме двух, соединенных пространственной диагональю (рис.1) [37, 40].
В решетке У203 имеется два типа чередующихся слоев катионов, одни из которых содержат только С2-вид, а другие - С? и С,,-виды симметрии в равном количестве [40]. Таким образом, на каждый ион иттрия в положении «высокой» симметрии приходится по три иона иттрия в положении «низкой» симметрии.
Высокочистый оксид иттрия получил широкое распространение в качестве матрицы для эффективных катодо- и фотолюминофоров, в частности одного из лучших «красных» люминофоров У203:Еи3+ [40, 41]. В процессе высокотемпературного синтеза У203-люминофоров атомы активатора (обычно РЗЭ, типа Еи3+, ТЬ3 и др.), диффундируя по катионным узлам решетки оксида иттрия, могут в больших концентрациях (до десятков процентов) изовалентно замещать ионы У3+ как в позиции С?, так и в позиции 56 [42]. По данным [37], при нормальных температуре и давлении, в оксидах иттрия и скандия имеются лишь незначительные отклонения от стехиометрии. Оба оксида обладают смешанным, ионно-электронным типом