Введение к работе
Актуальності» темы. Диссертация П.Н.Мельчакова поспит '»-» исследованию параметров люминесценции полого вида л juirpoi--ivu>nnn. материалах. Изучение физических процессов преобразования зпері ни ионизирующего излучения в кванты света оптического диапазона являс-'. важной задачей сойременной физики твердого тела. Излучательныс ос-ті;»:-1-валентные переходы (ОВП) во фториде бария, при рекомбинации :и-и верхней остовной зоны (5р,Ва) с электронами валентной зоны (2p,F) ісристал і :. были впервые зарегистрированы сравнительно недавно, ,в начале ЗО-ч, ті і рентгеновском возбуждении. ОВП сразу привлекли внимание нсследоватеп. : как нопый сил собственной люминесценции ионных кристаллов. Крнстхл ; обладающие остопно-взлентнмми переходами, могут быть использованы качестве детсісторов її преобразователей ионизирующего излучения п kp-vpm УФ' и видимого диапазона благодаря уникальным свойствам ОВП-люмннесценини. Относительно высокий энергетический выход, малое времч спада люминесценции (~10"9с), высокая термическая и рлдизцнопп.п стабильность временных и спектральных параметров свечения, еттчпюп.' с ОВП, делают эти материалы перспективными для систем с высокой ездрпеп; > счета событий з различных областях применения,, например, в физике tu-н-ог.'і < , энергий, позитронно-эмиссиопной томографии и тд.. В связи с этим, рабо 11 -.і if* поиску и исследованию люминесцентных параметров материалов, гблад-'німм излучательными ОВП, получили широкое развитие во всем мире
Цель работы состояла в изучении физического механизма особого ви і люминесценции - нэлучательных остовно-валентных переходов, з такж>-поиска иопых ОВП-материалов и исследовании их люминесцентных свойств.
Оснопнмм.н..задачами работы являлись; определение класса пі..;і материалов, условий регистрации іялучателмшх ОВП; получение данных и спектральных параметрах этих снетгм методами оптической спектроскопии ' временным разрешением в широком диапазоне температур, а т.н. і.<- исследование влияния различных (в т.ч. редкоземельных) примесей <и параметры собственной люминескенщм, прежде всего на пример классического объекта - кристалла фторида бария.
Решение этих задач включало:
1) разработку методики и выбор объектов исследования;
2) создание импульсной рентгеновской установки для спектрально
кинетических измерений с временным разрешением не хуже 1 не; (
-
проведение измерений спектров возбуждения и люминесценции образцов, а также исследование кинетики их свечения при различных режимах возбуждения в широком диапазоне температур;
-
анализ полученных.спектров и кривых спада люминесценции.
Научная новизна работы состоит в том, что в ней: -
-
Применен комплексный подход к проблеме исследования нового вида излучательных переходов в галогенидах металлов I и II групп. Детально исследован механизм ОВП. Установлены основные характеристики излучательных ОВП, а также условия их возбуждения и регистрации.
-
Исследовалось влияние редкоземельных примесей на параметры ОВП люминесценции и радиационную стойкость фторида бария в широком диапазоне температур.
-
Получены данные о спекгрально-кинетических параметрах новых материалов, обладающих излучательными ОВП, при возбуждении импульсным рентгеновским и синхротронмым излучением.
-
Показана возможность создания ОВП-материалов путем, легирования-кристаллов, не обладающих собственной ОВП-люминесценцией, ионами со средним.значением энергии ионизации внешней оболочки (-14-20эВ) - К, Rb, Cs, Ва. - ' .
-
Рассмотрено участие яеизлучательных остовно-валентных переходов в механизме передачи энергии центрам свечения в ионных кристаллах. .
Практическая ценность работы работы состоит в том, что:
- полученные.в.процессе исследования результаты расширяют представления о
механизме излучательных ОВП и условиях возбуждения и регистрации их в
галогенидах металлов I и II-групп; '
для многих исследуемых кристаллов разрешенные во времени спектры возбуждения и люминесценции, а также времена спада были измерены впервые при возбуждении импульсным рентгеновским и синхротронним излучением, благодаря этому получены значения важных энергетических параметров, которые могут быть использованы для определения зонной структуры этих систем,
определены оптимальные значения концентрации примеси трехвалентных редкоземельных ионов La, Eu, Dy, ,Ег во фториде бария, при которых вклад быстрой (ОВП) компоненты в общий световыход максимален, что важно с точки зрения возможного практического применения этих кристаллов в качестве быстродействующих детекторов;
показано, что кристаллы KCaClj, RbCl, RbCaClj и некоторые другие, не обладающие ОВП-люминесценцией, могут служить матрицами для создания эффективных быстрых люминофоров при легирования их ионами К, Rb, Cs, Ва;
модернизирована импульсная рентгеновская установка для спектрально-кинетических измерений, использование коротких (~1нс) импульсов рентгеновского излучения для возбуждения люминесценции образцов позволило улучшить временное разрешение (<100пс), что важно при исследовании процессов с нано- и субнаносекундными характерными временами. Опыт работа со столь короткими импульсами рентгеновскою излучения для возбуждения люминесценции кристаллов может быть использован при создании новых экспериментальных установок;
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5-пі глав, заключения, списка цитируемой литературы (93 наименования). Работа содержит 115 страниц машинописного текста, в т.ч. .4 таблицы, 37 рисунков,
