Люминесценция, дефекты и рекомбинационные процессы в кристаллах боратов лития

• Автор: Порывай, Никита Евгеньевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 156 с. : ил.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АЛЭ - автолокализованный экситон

АЦП - аналогово-цифровой преобразователь

ВЗ - валентная зона

ЗП - запрещенная зона

ИКЛ - импульсная катодолюминесценция

КОП - короткоживущее оптическое поглощение

РЛ - рентгенолюминесценция

тел - термостимулированная люминесценция

ФЛ - фотолюминесценция

ФЭУ - фотоэлектронный умножитель

ЭПР - электронный парамагнитный резонанс
FWHM - Full Width Half Maximum (полная ширина на полувысоте)
LBO - ЬіВзОб
LTB - ІЛ2В4О7
LGBO - Li6Gd(B03)3
LNGBO - Li6-xNaxGdB309
LMGBO - L і 6-хМ gGdB з О9
LEBO - Li6Eu(B03)3
OTOR - One trap, one recombination (один центр захвата, один центр
рекомбинации)

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. ТОЧЕЧНЫЕ ДЕФЕКТЫ, РЕКОМБИНАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ И ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ В КРИСТАЛЛАХ БОРАТОВ ЛИТИЯ (Аналитический обзор)
1.1. Кристаллографическая структура и свойства боратов лития
1.1.1. Кристаллы трибората лития ЬВО
1.1.2. Кристаллы тетрабората лития ЬТВ
1.1.3. Кристаллы ортобората лития-гадолиния ЬОВО
1.2. Точечные дефекты и рекомбинационные процессы
1.2.1. Кристаллы трибората лития ЬВО
1.2.2. Кристаллы тетрабората лития ЬТВ
1.2.3. Кристаллы ортобората лития-гадолиния ЬСВО
1.3. Люминесценция и электронные возбуждения
1.3.1. Собственная люминесценция и автолокализация электронных возбуждений в кристаллах ЬВО и ЬТВ
1.3.2. Собственная люминесценция и перенос энергии электронных возбуждений в кристаллах ЬСВО
1.3.3. Люминесценция собственных и примесных дефектов
1.3.4. Радиолюминесценция и сцинтилляционные свойства
1.4. Выводы по главе
2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Объекты исследования
2.2. Методы экспериментального исследования
2.2.1. Рентгено- и термостимулированная люминесценция
2.2.2. Люминесцентная и оптическая абсорбционная спектроскопия с наносекундным временным разрешением
2.2.3. Облучение кристаллов пучками заряженных частиц
2.2.4. Стационарное оптическое поглощение

2.3. Методы математического моделирования и обработки экспериментальных данных
2.3.1. Обработка экспериментальных данных
2.3.2. Метод математического моделирования
2.4. Выводы по главе
3. КОРОТОКОЖИВУЩИЕ КАТИОННЫЕ ДЕФЕКТЫ В КРИСТАЛЛАХ БОРАТОВ ЛИТИЯ
3.1. Спектры короткоживущего оптического поглощения
3.2. Кинетика затухания короткоживущего оптического поглощения
3.3. Спектры и кинетика импульсной катодолюминесценции
3.4. Короткоживущие катионные дефекты в боратах лития
3.5. Выводы по главе
4. ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ И ТЕРМОСТИМУЛИРОВАННЫЕ РЕКОМБИНАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ
4.1. Термостимулированная люминесценция
4.2. Спектры стационарной рентгенолюминесценции
4.3. Температурная зависимость интенсивности стационарной рентгенолюминесценции
4.4. Математическое моделирование термостимулированных рекомбинационных процессов
4.4.1. Кристаллы трибората лития ЬВО
4.4.2. Кристаллы тетрабората лития БТВ
4.4.3. Кристаллы ортобората лития-гадолиния ЬОВО
4.5. Выводы по главе
5. РЕКОМБИНАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЛЕГИРОВАННЫХ КРИСТАЛЛАХ БОРАТОВ ЛИТИЯ
5.1. Примеси церия и европия в кристаллах боратов.лития
5.1.1. Термостимулированная люминесценция
5.1.2. Спектры стационарной рентгенолюминесценции
5.2. Примеси натрия и магния в кристаллах ЬОВО
Рис. 1.7. Нормализованные кривые ТСЛ - (а) и спектры наведенного оптического поглощения - (б) монокристалла ЬТВ до термического отжига (1) и после отжига в течение 5 минут при 7Ъ=414 К (2); 565 К (3) [54]
Наиболее обсуждаемые примеси для легирования кристалла ЬТВ для применения в твердотельной термолюминесцентной дозиметрии: Мп, Си, А%, Р [1]. Другой путь - создание в кристалле ЬТВ радиационных дефектов, выполняющих роль центров захвата, и одновременное легирование примесями, создающими эффективные центры свечения. Цикл таких исследований был выполнен харьковской группой [54-58]. В рамках этих исследований было установлено, что в неактивированных кристаллах ЬТВ после облучения источником (908г/90У) дозой 7x105 Су наблюдаются по крайней мере четыре типа центров, обусловливающих пики ТСЛ при 365 К (7?а=0.72 эВ), 414 К (£а=0.82эВ, 5=2.1-108 с'1), 475 К (£а=0.95, 5=2.3-108с'1) и 538 К (£а= 1.0, 5=3.7-107 с'1), рис. 1.7. Кислородные вакансии образуются при облучении и способны захватывать электрон с образованием Ь+ центров [54,58]. При концентрации активатора около 0.06 масс.% примесные редкоземельные ионы могут стимулировать образование собственных центров ТСЛ. Наблюдаемая корреляция между интенсивностью определённых пиков ТСЛ и количеством образующихся радиационно-индуцированных дефектов подтверждает предположение о влиянии активаторов, обладающих окислительной или восстановительной способностью, на образование центров электронной или дырочной природы, соответственно [58].