Дефектообразование и массоперенос в ионных структурах при интенсивном облучении ионизирующей радиацией

• Автор: Анненков, Юрий Михайлович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 471 с. : ил

Содержание
Введение

Глава 1. Методология диагностики дефектности ионных кристаллов

1.1. Электрофизический метод

1.1.1. Подвижность катионных вакансий

1.1.2. Коэффициент диффузии дивакансий

1.1.3. Расчет параметров катионной проводимости ЩГК

1.2. Машинное моделирование дефектного кристалла методами молекулярной статики (программа DEFECT)

1.2.1. Основные положения модели

1.2.2. Проверка корректности принятой модели расчетов

1.3. Экспериментальные методики
1.4. Анализ структуры ЩГК по данным измерения электропроводности
Глава 2. Изучение радиационных дефектов катионной подрешетки в ЩГК методами оптической спектроскопии и позитронной аннигиляции
2.1. Исследование дырочных центров окраски в ЩГК
2.1.1 Классификация и структура дырочных центров окраски
2.1.2. Расчет на ЭВМ энергетических характеристик центров окраски в КС1
2.1.3. Туннельная рекомбинация и сепарация центров в ЩГК
2.1.4. Накопление F и ХГ-центров окраски при интенсивном облучении
2.1.5. Температурные зависимости накопления F и ХГ-цептров
2.1.6. Импульсная спектрометрия дырочных центров окраски в КВг
2.1.7. Механизмы высокотемпературного разрушения центров окраски
2.2. Позитронная диагностика радиационных дефектов в ЩГК
2.2.1. Постановка исследований
2.2.2. Паспортизация дефектов по параметрам позитронной аннигиляции
2.2.3. Объемная скорость захвата позитронов радиационными дефектами
2.2.4. Аннигиляция позитронов в облученных кристаллах

2.2.5. Исследование радиационной генерации дивакансий в кристаллах КВг.ЛЗО
Глава 3. Электрофизические исследования радиационных дефектов катионной подрешетки ЩГК
3.1. Диэлектрическая релаксация в облученных кристаллах
3.1.1. Радиационно-стимулированное диэлектрическое поглощение
3.1.2. Геометрическая структура У2-центров
3.1.3. Механизм ориентационной поляризации У2-центров и их коагулятов
3.1.4. Образование и моделирование 03-центров окраски
3.1.5. Подвижность интерстициалов в ЩГК
3.2. Влияние облучения на электропроводность ЩГК
3.2.1. Эффекты радиационного изменения электропроводности
3.2.2. Природа носителей заряда в облученных кристаллах
3.2.2.1. Модель электронной проводимости облученных ЩГК
3.2.2.2. Дивакансионная модель электропереноса в облученных кристаллах..
3.2.3. Специфика электропереноса в облученных кристаллах NaBr
Глава 4. Механизмы радиационной генерации катионных дефектов в ЩГК
4.1. Распад экситонов с рождением анионных френкелевских пар
4.1.1. Общее описание анионных экситонов в ЩГК
4.1.2. Механизмы рождения F-H-nap в ЩГК при распаде экситонов
4.2. Основные закономерности образования катионных дефектов в ЩГК
4.2.1. Закономерности накопления дивакансий
4.2.2. Закономерности создания и накопления У2-центров
4.3. Анализ механизмов распада АЛЭ на катионные дефекты
4.3.1. Механизм потенциального смещения
4.3.2. Диссоциативно-ударные механизмы
4.3.3. Механизмы образования У2-центров окраски
Глава 5. Мощностные эффекты образования радиационных дефектов в ионных кристаллах

5.1. Треки электронов и протонов в ионных кристаллах
5.1.1. Методология расчета параметров треков
5.1.2. Расчет параметров сердцевины треков электронов
5.1.3. Параметры сердцевины треков протонов
5.1.4. Параметры релаксированных треков электронов и протонов
5.1.5. Параметры фотоэлектронов при рентгеновском облучении КВг
5.2. Теоретическое описание могцностных эффектов радиационного дефекте -образования в ионных кристаллах
5.3. Мощностной эффект накопления центров окраски в ЩГК
5.3.1. Экспериментальные результаты
5.3.2. Природа мощностного эффекта
5.4. Подавление коагуляции центров окраски в ЩГК мощным облучением
5.4.1. Экспериментальные результаты
5.4.2. Природа эффекта
5.5. Явление и природа подпорогового рождения Г+-центров в MgO при плотном радиационном воздействии
5.5.1. Энергетика электронных состояний в 1У^О
5.5.2. Треки электронов и протонов в кристаллах MgO
5.5.3. Основные закономерности подпорогового рождения Г+-центров в MgO
5.5.4. О возможности реализации биэкситонного механизма
5.5.5. Примесный ионизационный механизм образования Г+-центров в MgO при протонном облучении
5.5.5.1. Общие обоснования механизма
5.5.5.2. Основные положения механизма, результаты расчетов
5.5.6. Подпороговый механизм создания Т+-центров в кристаллах МЩЭ при воздействии плотных электронных пучков
1. Модельный кристалл из 1100 ионов включает две области. Область I составлена из 252 ионов, имеющих возможность релаксировать в сторону уменьшения действующей на них силы. Область II окружает область I и состоит из 848 жесткозакрепленных в узлах кристаллической решетки ионов. Дефект размещается в центре области I.
2. Ионы моделируются как точечные, неполяризующиеся заряды, величина которых соответствует истинным зарядам ионов рассматриваемого кристалла. Такая модель при осуществлении операции минимизации энергии кристалла с дефектом учитывает поляризацию ионного смещения, но не учитывает электронно-деформационную поляризацию.
3. Рассчитывается взаимодействие каждого иона со своими соседями, расположенными на пяти координационных сферах. Полученные значения энергии суммируются по 252 ионам.
4. Сумма кулоновских членов взаимодействия между ионами решетки с математической точки зрения представляет собой плохо сходящийся ряд и ее величина будет определяться порядком суммирования. Обычно для аппроксимации результатов суммирования на бесконечный кристалл используют метод Эвальда, представляющий собой довольно сложный математический прием, требующий для своей реализации больших затрат машинного времени.
В нашей модели проблема вычисления энергии Маделунга при ограниченном размере модельного кристалла решена следующим простым способом. Поскольку в нашем случае суммирование энергии проводится по пяти координационным сферам, то выражение для энергии электростатического взаимодействия данного иона с 56 соседями имеет вид:
где г - заряд иона; г0. расстояние между ближайшими ионами в кристаллической решетке.
Следовательно, для получения энергии кулоновского взаимодействия бесконечного кристалла мы должны результат прямого суммирования по пяти

(1-41)