Рентгеновская фотоэлектронная и люминесцентно-оптическая вакуумная ультрафиолетовая спектроскопия кристаллов KPb2Cl5 и RbPb2Cl5

• Автор: Бастрикова, Наталья Сергеевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 121 с. : ил.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АЛД - автолокализованная дырка

АЛЭ - автолокализованный экситон

АЛЭл - автолокализованный электрон

ВЗ - валентная зона

ВУФ - вакуумный ультрафиолет

ГЦК - гранецентрированная кубическая

ДАЛЭ - двухгалоидный автолокализованный экситон

ИК - инфракрасный

КЧ - координационное число

ОАЛЭ - одногалоидный автолокализованный экситон ОЦК - объемноцентрированная кубическая РЗИ - редкоземельный ион
РФЭС - рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия
ССЭ - самосжавшийся экситон
УФ - ультрафиолетовый
ФЛ - фотолюминесценция
ФЭУ - фотоэлектронный умножитель
ЩГК - щелочногалоидный кристалл
ЭВ - электронные возбуждения
ЭПР - электронный парамагнитный резонанс
FWHM - full width at half maximum - полная ширина на уровне полувысоты (импульса или полосы спектра)
КРС-КРЬ2С15 RPC - RbPb2Cl5

1. ИЗЛУЧАТЕЛЬНЫЙ РАСПАД ЭЛЕКТРОННЫХ ВОЗБУЖДЕНИЙ И
ПРОЦЕССЫ АВТОЛОКАЛИЗАЦИИ В ГАЛОГЕНИДАХ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ И СВИНЦА. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР
1.1. Релаксация низкоэнергетических электронных возбуждений
в галогенидах калия и рубидия
1.2. Релаксация низкоэнергетических электронных возбуждений
в галогенидах свинца
1.3. Кристаллическая структура и основные физические свойства кристаллов КРЬ2С15 и ШэРЬ2С15
1.4. Фотолюминесценция кристаллов КРЬ2СЬ и КЬРЬ2С15
1.5. Люминесцентная спектроскопия кристаллов КРЬ2С15 и КЬРЬ2С15, легированных ионами редкоземельных металлов
1.6. Основные выводы по главе
2. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Объекты исследования
2.2. Реализация метода РФЭС на базе электронного спектрометра ЕБСАЬАВ МКII
2.3. Установка для измерения спектров оптического поглощения
2.4. Установка для измерения спектров стационарной фотолюминесценции и отражения
2.5. Станция времяразрешенной люминесцентной вакуумной ультрафиолетовой спектроскопии 8ЦРЕ11ШМ1
2.6. Реализация расчета спектров оптических функций с помощью интегральных соотношений Крамерса-Кронига
2.7. Обработка и представление экспериментальных данных
3. РЕНТГЕНОВСКАЯ ФОТОЭЛЕКТРОННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ КРИСТАЛЛОВ КРЬ2С15 и КЬРЬ2С15
3.1. Подготовка образцов для исследования методом РФЭС
3.2. Подготовка поверхностей и определение концентраций атомов
3.3. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия остовных уровней
3.4. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия валентной зоны
3.5. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия области квази-остовных уровней РЬ5й?
3.6. Основные выводы по главе
4. ДИНАМИКА ЭЛЕКТРОННЫХ ВОЗБУЖДЕНИЙ И ЭКСИТОННЫЕ СОСТОЯНИЯ В КРИСТАЛЛАХ КРЬ2С15 и ЯЬРЬ2С15
4.1. Оптическая спектроскопия кристаллов
4.1.1. Спектры поглощения
4.1.2. Спектры отражения, ширина запрещенной зоны и экситонные состояния
4.2. Люминесцентная спектроскопия кристаллов
4.2.1. Кристалл и ЯЬРЬ2С15
4.2.2. Кристалл КРЬ2С15
4.3. Экситонные состояния в области длинноволнового края фундаментального поглощения
4.4. Одноузельные катионные экситоны
4.5. Автолокализованные электроны и автолокализованые дырки
4.6. Локализация электронных возбуждений на дефектах решетки
4.7. Основные выводы по главе
5. РАСЧЕТ ПОЛНОГО КОМПЛЕКСА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ
ОПТИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ КРИСТАЛЛОВ КРЬ2С15 и Ш)РЬ2С15
5.1. Расчеты оптических функций по спектрам отражения при
помощи интегральных соотношений Крамерса-Кронига

вания 0,1 эВ при энергии пропускания анализатора электронов С/п=20 эВ;
• 0 - 35 эВ - спектр валентной полосы, записывали с шагом сканирования 0,05 эВ при энергии пропускания анализатора электронов [/„=20 эВ;
• 525 - 545 эВ - линия 01д, записывали с шагом сканирования 0,1 эВ при энергии пропускания анализатора электронов [/„=20 эВ;
• 275 - 300 эВ - линии С2л и К2р, записывали с шагом сканирования 0,1 эВ при энергии пропускания анализатора электронов [/„=20 эВ.
3.2. Подготовка поверхностей и определение концентраций атомов
Обзорные спектры кристаллов КРС, КРС-1 и КРС-2 после первичной механической полировки (порошок АЬОз) приведены на рис.3
Анализ спектров выявил высокое содержание на поверхностях кристаллов углерода и кислорода. С учетом соответствующих сечений фотоионизации [102] проведен расчет содержания в поверхностных слоях кристаллов рубидия, свинца, хлора, углерода и кислорода, результаты представлены на диаграмме (рис. 3.2).
Обзорные спектры и полученная на их основе диаграмма позволяют сделать следующие предварительные заключения:
1. На поверхностях всех трех кристаллов наблюдается высокая концентрация двух элементов, не входящих в формульный состав: углерода (38 % -КРС-2, 50 % - КРС-1 и 66 % - КРС) и кислорода (14 % - Ш>С-2, 19 % - КРС-1 и 12 %-КРС). Вследствие этого существенно изменено соотношение относительных концентраций атомов-компонентов кристаллов.
2. Углерод на поверхность кристаллов может быть занесен в процессе полировки и содержаться в виде вкраплений частичек алмаза или осесть из масел вакуумных насосов, применяемых в спектрометрическом комплексе.