Введение к работе
Актуальность проблемы. Свойства реальных кристаллов во многом определяются наличием в них дефектов различного типа. Воздействия дефектов на кристаллы многообразны, например, они влияют на цвет, проводимость и прочность. Известно [1], что оптическое возбуждение F-центров и F-агрегатных центров в окрашенных щелочно-галоидных кристаллах (ЩГК) приводит к возникновению полос поглощения в видимом и инфракрасном диапазоне. Многие из них хорошо изучены и связаны с уже известными электронными ловушками. Но существует отличительный класс электронных ловушек, свойства которых практически не исследованы [2]. Поэтому заслуживают внимания исследования оптических свойств кристаллов, обусловленных этими ловушками.
Актульность проведенной работы не сводится, однако, к выяснению природы неизученных ловушек, но имеет и более общий аспект. Согласно теоретическим представлениям [3], в ионных кристаллах носители находятся в поляронном состоянии. Несмотря на то что теория поляронов не только хорошо разработана для классического случая ионных кристаллов, но и широко используется в смежных областях науки, экспериментальная проверка ее предсказаний существенно отстает. Представляет интерес изучение поляронных эффектов в окрашенных ЩГК, в которых можно получать необходимую концентрацию носителей путем освобождения электронов из F-центров, например, при облучении светом.
Цель работы. - исследование спектров ИК-фотопроводимости и оптического поглощения, стимулированных F-светом в у-окрашеннах кристаллах ЩГК;
термоактивационный анализ электронных ловушек, ответственных за эти спектры;
Научная новизна. Впервые получены следующие результаты:
обнаружена двухступенчатая ИК-фотопроводимость, стимулированная F-светом в у-окрашенных ЩГК;
обнаружена модуляция спектров с частотой оптического продольного фонона;
-расчитана и исследована экспериментально кинетика эффекта двухступенчатой ИК-фотопроводимости;
-на основании исследований термоактивации установлено, что электронные ловушки, ответственные за ИК-фотопроводимость и ИК-поглощение, стимулированные F-светом, не однородны.
Научная и практическая значимость. Изучение природы дефектов, возникающих при облучении кристаллов, является одним из центральных вопросов радиационной физики и имеет большую важность для электроники твердого тела. Проведенные исследования свидетельствуют о существовании неизвестных ранее центров окраски в ЩГК. Исследованные электронные ловушки проявляют свойства, аналогичные свойствам, предсказанным для малых поляронов. Это позволяет наметить направления экспериментальной проверки теории поляронов для случая ионных кристаллов. Интересно также отметить, что экспериментально наблюдаемые спектры промодулированы с частотой оптического продольного фонона, как можно было ожидать для малых поляронов вследствие взаимодействия электронов и фононов. Это приводит к независимому способу определения частоты оптических фононов по спектру фотопроводимости.
Результаты, выносимые на защиту. Обнаружена и исследована двухступенчатая фотопроводимость у-окрашенных ЩГК при облучении F- и И К- светом. Показано, что обнаруженная фотопроводимость обусловлена теми же ловушками, что и наблюдавшееся ранее оптическое поглощение, стимулированное F- светом. Установлено существование нескольких типов электронных ловушек, вызывающих двухступенчатую фотопроводимость и оптическое поглощение. Форма спектров и их температурная зависимость согласуются с теоретическими предсказаниями для малых поляронов.
Апробация работы. Результаты исследований, вошедших в диссертационную работу, представлены на XII Международной конференции по дефектам в диэлектриках в 1992 году в Германии.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитированной литературы.
