Термолюминесценция в полосе 2,4 ЭВ облученных анионодефектных монокристаллов оксида алюминия

• Автор: Вохминцев, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 147 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СПЕКТРАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ КРИСТАЛЛОВ ОКСИДА АЛЮМИНИЯ (литературный обзор)

1.1 Атомная структура кристаллов а-А1203

1.2 Абсорбционные и люминесцентные свойства кристаллов оксида алюминия

1.2.1 Спектры оптического поглощения и фотолюминесценции

1.2.2 Спектральный состав термолюминесценции

1.2.3 Стационарные и время-разрешенные спектры рентгено- и катодолюминесценции

1.3 Температурное тушение люминесценции в кристаллах а-А12Оз

1.4 Люминесценция в полосе 2,4 эВ кристаллов оксида алюминия

1.5 Обобщение литературных данных и постановка задач исследований
ГЛАВА 2. ОБРАЗЦЫ, ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И
МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЙ
2.1 Изготовление исследуемых образцов и их характеристики
2.2 Измерительный комплекс для исследования термо- и фотостимулированных процессов в твердых телах
2.3 Используемые экспериментальные методики
2.3.1 Регистрация спектрально-температурных зависимостей люминесценции
2.3.2 Регистрация ТЛ со спектральным разрешением
2.4 Расчетные методы анализа термоактивационных кривых
2.5 УФ-возбуждение и корпускулярное облучение исследуемых образцов

2.5.1 Возбуждение УФ-светом
2.5.2 Облучение быстрыми электронами
2.5.3 Имплантация ионов ТГ и Си+
2.6 Анализ воспроизводимости и ошибок результатов измерений
2.6.1 Анализ воспроизводимости результатов регистрирующего тракта установки
2.6.2 Оценка температурных погрешностей для различных режимов измерений
2.6.3 Проверка отклонений температурных параметров на нормальность распределений
2.7 Выводы
ГЛАВА 3. СПЕКТРАЛЬНО-КИНЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ТЕРМОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ ДОЗИМЕТРИЧЕСКОГО ПИКА АНИОНОДЕФЕКТНЫХ КРИСТАЛЛОВ а-А1203
3.1 Спектральный состав основного дозиметрического пика
3.1.1 Спектрально-температурные зависимости
3.1.2 Изотермические сечения трехмерных зависимостей
3.1.3 Сравнительный анализ параметров для исследуемых полос свечения
3.1.4 Температурные зависимости люминесценции в различных спектральных полосах
3.2 Оценка параметров термоактивационных кривых в полосе 2,4 эВ
3.2.1 Вариация скоростей нагрева
3.2.2 Варьирование дозы/3-излучения
3.3 Компенсационный эффект в термолюминесценции анионодефектных кристаллов сс-АЬОз в полосе 2,4 эВ
3.3.1 Варьирование дозы /3-излучения
3.3.2 Вариация скоростей нагрева
3.3.3 Сравнительный анализ для известных полос
термолюминесценции
3.4 Проявления компенсационного эффекта в термолюминесцентной кинетике
3.4.1 Анализ уравнения первого порядка кинетики
3.4.2 Анализ уравнения общего порядка кинетики
3.4.3 Расчет параметров компенсационных зависимостей
3.5 Применение развитого формализма к экспериментальным данным
3.6 Выводы
ГЛАВА 4. ОПТИЧЕСКИЕ И ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА
КРИСТАЛЛОВ ос-А1203 ПРИ КОРПУСКУЛЯРНОМ ОБЛУЧЕНИИ
4.1 Облучение быстрыми электронами
4.1.1 Спектры оптического поглощения
4.1.2 Фотолюминесценция в полосе 2,4 эВ
4.1.3 Термолюминесценция в полосе 2,4 эВ
4.2 Имплантация ионами ТГ и Си+
4.2.1 Спектры оптического поглощения
4.2.2 Термолюминесценция анионных центров
4.2.3 Фотолюминесценция анионных центров
4.3 Анализ спектров оптического поглощения облученных кристаллов оксида алюминия
4.4 Облучение /3-излучением
4.4.1 Анализ изменения формы ТЛ кривых в полосе 2,4 эВ после /3-облучения
4.4.2 Дозовая зависимость ТЛ свечения в полосе 2,4 эВ
4.5 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ГЛАВА 2. ОБРАЗЦЫ, ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЙ
2.1 Изготовление исследуемых образцов и их характеристики
Базовыми объектами исследования служили образцы номинально чистых анионодефектных монокристаллов оксида алюминия, выращенные методом Степанова [18,20]. На практике этот процесс является выращиванием профилированных изделий непосредственно из расплава без каких-либо дополнительных технологических переделов [89]. С одной стороны имеется расплав с фор-мообразователем-фильерой на его поверхности, а с другой - непрерывно растущий профиль (готовое изделие) с заданным поперечным сечением.
Важным направлением развития и применения метода Степанова является выращивание профилированных монокристаллов различных веществ, среди которых следует особо выделить лейкосапфир (оксид алюминия). В качестве сырья использовался «бой» монокристаллов оксида алюминия, выращенных методом Вернеля, которые предварительно очищались от примесей зонной плавкой. Содержание примесей исходного сырья показано в табл. 2.1.
Таблица
Концентрация примесей в а-А1203 [20]
Элемент Бе Бі мй Си Са Сг Ті №
Концентрация, 10 вес.% 0,8 4Д 1,2 <2 29 <10 10 5 100-5000
Анионодефектные монокристаллы оксида алюминия были впервые получены на кафедре «Физические методы и приборы контроля качества» УГТУ-УПИ [21-24]. Основная идея выращивания кристаллов по этой методике заключалась во внедрении кислородных вакансий в его структуру. Кислородные вакансии значительно улучшают дозиметрические характеристики кристаллов [10-16].