Содержание к диссертации
Объекты и методы исследования 96
2.1. Объекты исследования и приготовление образцов 96
2.1.1. Кристаллы трибората лития LBO 96
2.1.2. Кристаллы других боратов ЩМ и ЩЗМ 101
2.1.3. Кристаллы дигидрофосфатов калия и аммония 104
2.2. Разработка программно-аппаратного обеспечения эксперимента 105
2.2.1. Автоматизированная система для изучения и термостимулированной люминесценции твёрдых тел 106
2.2.2. Контроль но из мерительный комплекс для анализа нестационарных свечении твердых тел 112
2.2.3. Спектрометр электронного парамагнитного резонанса 115
2.2.4. Специализированный пакет для обработки спектров ЭПР 116
2.3. Использованные экспериментальные методики 118
2.3.1. Угловые зависимости спектров ЭПР 118
2.3.2. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия 119
2.3.3. Оптическая спектроскопия 119
2.3.4. Оптическая микроскопия 119
2.3.5. Люминесцентно-оптическая ВУФ-спектр оскопи я 120
2.3.6. Люминесцентно-оптическая спектроскопия с временным разрешением при возбуждении синхротронным излучением 121
2.3.7. Абсорбционная и люминесцентная спектроскопия с временным разрешением при возбуждении электронным пучком 126
2.3.8. Модуляционные методы термоактивационной спектроскопии 127
2.3.9. Ядерно-физические методы исследований 128
2.4. Выводы по главе 2 130
Излучательный распад низкоэнергетических электронных возбуждений и быстрая Уф люминесценция в кристаллах боратов лития 131
3.1. Низкотемпературная катодолюминесценция 133
3.2. Спектры фотолюминесценции и фото возбуждения 135
3.3. Спектры стационарной люминесценции при возбуждении зона-зона 140
3.4. Анализ результатов поляризационных измерений 147
3.5. Кинетика люминесценции и спектры с временным разрешением 151
3.6. Температурная зависимость люминесценции 155
3.7. Низкотемпературная люминесцептно-оптическая БУФ-спектроскопия с временным разрешением кристаллов боратов лития 157
3.7.1. Спектры и кинетика низкотемпературной ФЛ боратов лития 158
3.7.2. Оптические константы боратов лития 166
3.7.3. Проявление дефектов кристаллической структуры в люминесцентно - оптических свойствах кристалла LB0171
3.8. Динамика электронных возбуждений и процессы авто лока
лизации в кристаллах боратов лития 175
3.9. Два канала релаксации электронных возбуждений в LBO 182
ЗЛО. Собственная УФ-люминесценция боратов лития при селективном возбуждении в области остовых переходов 188
3.10.1. Спектры и кинетика Уф люминесценции при селективном возбуждении в широкой области энергий 189
3.10.2. Роль остовых B-переходов в процессе возбуждения собственной УФ-люминесцснции 192
3.11. Основные выводы по главе 3 197
4. Низкотемпературная оптическая ВУФ-спектроскопия с временным разрешением кристаллов CLBO, ВВО, КВ5, ADP и KDP 202
4.1. Электронные возбуждения и люминесценция в кристаллах CLBO и ВВО 203
4.1.1. Цезий-литиевый борат (CLBO) 204
4.1.2. Бета-борат бария (ВВО) 208
4.2. Особенности динамики электронных возбуждений в кристаллах боратов с относительно тяжелыми катионами Ва и Cs 213
4.3. Низкотемпературная БУФ - спектроскопия кристаллов с водородными связями (KB5, ADP и KDP) 222
4.3.1. Пснтаборат калия (КВ5) 223
4.3.2. Дигидрофосфат аммония (ADP) 226
4.3.3. Дигидрофосфат калия (KDP) 229
4.4. Собственная люминесценция и дефекты водородной подре шетки КВ5 235
4.4.1. Влияние дефектов на эффективность возбуждения ФЛ 240
4.5. Модели центров свечения и дефекты водородной подрешетки в кристаллах дигидрофосфатов калия и аммония 242
4.5.1. Излучательная аннигиляция АЛЭ в ADP и KDP 242
4.5.2. Излучательные переходы в дефектах водородной подре-шетки 247
4.6. Основные выводы по главе 4 256
5. Точечные дефекты и термостимулированные рекомбинационные процессы в кристаллах LBO 259
5.1. Точечные дефекты кристаллов трибората лития 260
5.1.1. Спектры ЭПР кристалла L1B3O5 261
5.1.2. Модель электронного В2+ центра в кристалле LBO 264
5.2. Структура и модели дырочного центра в кристалле LBO 270
5.2.1. Угловые зависимости спектра ЭПР дырочного О" -центра 270
5.2.2. Структурная модель дырочного О- центра в кристалле LBO 275
5.3. Оптическое поглощение кристалла LBO в области 1.2-8.0 ЭВМ и оптические свойства О- центра 282
5.4. Накопление радиационных дефектов при облучении 288
5.5. Термический распад радиационных дефектов и процессы излучательной рекомбинации в кристаллах LBO 296
5.5.1. Неизотермическая релаксация парамагнитных центров и термообесцвечивание 297
5.5.2. Термостимулированная люминесценция 299
5.5.3. Спектры рекомбинационной люминесценции 304
5.6. Термостимулированные процессы и флуктуационная перестройка локального окружения центров захвата 309
5.6.1. Модель флуктуационной перестройки 309
5.6.2. Термостимулированная люминесценция и флуктуационная перестройка катионной подрешетки LBO 317
5.7. Основные выводы по главе 5 320
6. Кинетика неравновесных процессов в кристаллах боратов ЩМ и ЩЗМ при возбуждении электронным пучком 324
6.1. Спектры и кинетика короткоживущего оптического поглощения в кристаллах боратов лития LTB и LBO 326
6.1.1. Спектры короткоживущего оптического поглощения 327
6.1.2. Кинетика КОП в широком диапазоне времён затухания328
6.1.3. Зависимость кинетика КОП от мощности возбуждения и температуры 331
6.2. Спектры и кинетика импульсной катодолюминесценции кристаллов боратов лития LTB и LBO 334
6.2.1. Спектры импульсной катодолюминесценции 334
6.2.2. Кинетика затухания ИКЛ 336
6.2.3. Поляризационные свойства ИКЛ 339
6.3. Спектрально-кинетические свойства ВВО, CLBO и КВ5 342
6.4. Природа центров короткоживущего оптического поглощения в кристаллах боратов ЩМ и ЩЗМ 344
6.5. Безызлучательная туннельная перезарядка короткоживущих дефектов литиевой подрешетки 348
6.6. Механизмы излучательной рекомбинации в кристаллах с дефектами 353
6.6.1. Особенности излучательной рекомбинации в LTB 354
6.6.2. Механизм разгорания ИКЛ в LBO 355
6.6.3. Моделирование кинетики ИКЛ в LBO 360
6.7. Основные выводы по главе 6 363
7. Люминесценция, стабильные и короткоживущис дефекты в кристаллах группы KDP 366
7.1. Люминесцентно-оптическая спектроскопия примесных и радиационных дефектов в кристаллах ADP и KDP 368
7.1.1. Люминесценция дефектов в нелегированных кристаллах KDP 368
7.1.2. Фотолюминесценция кристаллов ADP и KDP с примесями Сг и Мп 372
7.2. Радиационное дефектообразованис в кристаллах группы KDP
при облучении пучками ионов 380
7.2.1. Накопление радиационных дефектов в KDP при облучении пучками ионов Н+, Не"1" и N+ 380
7.2.2. Диссипация энергии заряженных ионов в процессах радиационного дефектообразования в кристаллах ADP и KDP 385
7.3. Генерация и распад короткоживущих радиационных дефектов в кристаллах ADP и KDP при импульсном электронном облучении 391
7.3.1. Спектры и кинетика короткоживущего оптического поглощения 391
7.3.2. Механизм генерации и распада короткоживущих дефектов 396
7.3.3. Импульсная катод люминесценция 406
7.4. Выводы по главе 7 408
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 411
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 420
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Введение к работе
Актуальность темы. Радиационно-стимулированные явления и процессы в оксидных диэлектриках активно изучаются на протяжении многих десятилетий. Наибольшие успехи достигнуты в исследовании простых бинарных оксидов (BeO, MgO, AI2O3), которые являются не только материалами широкого практического применения, но и модельными объектами в радиационной физике твердого тела. В то же время наука и техника, имеющие дело с оптическими материалами, требуют разработки и исследования новых материалов с расширенным спектральным диапазоном, надежно работающих в экстремальных условиях. Так, развитие коротковолновой лазерной техники, нелинейной и интегральной оптики ставят задачу повышения предельных характеристик оптических элементов на основе широко зонных нелинейно - оптических кристаллов способных работать при высоких радиационных нагрузках и плотных полях лазерных излучений. Необходимость решения данной проблемы делает актуальным проведение систематических фундаментальных исследований радиационное стимулированных процессов, дефектов и электронных возбуждений для широкого круга широко зонных нелинейно-оптических кристаллов при воздействии различных видов фотонного и корпускулярных излучений. Установленные закономерности радиационно - стимулированных процессов, разработанные модели и механизмы позволят не только внести вклад в фундаментальные основы физики конденсированного состояния оксидных низкосимметричных кристаллов, но и создать физические основы радиационных технологий модификации их свойств.
Цельработы и задачи исследования. Целью настоящей работы является установление закономерностей релаксации электронных возбуждений, формирования первичных стабильных и метастабильных дефектов, роли короткоживущих дефектных состояний ионной и электронной подсистем в процессах создания устойчивых структурных нарушений в широкозонных нелинейно - оптических кристаллах.
Для достижения поставленной цели потребовалось выполнить комплекс систематических исследований широкого круга нелинейно - оптических кристаллов и решить следующие основные задачи:
1. Изучить процессы излучательного распада низкоэнергетических электронных возбуждений и установить природу ультрафиолетовой люминесценции в нелинейно - оптических кристаллах.
2. Методом низкотемпературной (6-9 К) люминесцентно - оптической вакуумной ультрафиолетовой спектроскопии с субнаносекундным временным разрешением провести систематические исследования процессов релаксации электронных возбуждений в нелинейно - оптических кристаллах.
3. Исследовать кинетику неравновесных процессов в нелинейно - оптических кристаллах при возбуждении электронным пучком, процессы формирования первичных стабильных и метастабильных дефектов, установить роль короткоживущих дефектных состояний ионной и электронной подсистем в процессах создания устойчивых структурных нарушений. Получить комплекс новых данных, принципиально важных для решения фундаментальной проблемы установления природы радиационно - оптической устойчивости данного класса диэлектриков.
4. Исследовать точечные дефекты в кристаллах боратов лития и идентифицировать оптические переходы в них, изучить процессы накопления при воздействии различных видов фотонного и корпускулярных излучений, процессы термического распада и термостимулированные рскомби-национные процессы; разработать структурные модели дефектов.
5. Для нелинейно - оптических кристаллов с водородными связями провести комплексное исследование люминесценции, формирования стабильных и короткоживущих дефектов при воздействии различных видов фотонного и корпускулярных излучений, осуществить моделирование и расчет процессов радиационного дефектообразования под действием ионных пучков.
Указанные задачи решались при выполнении госбюджетных исследований, проводившихся по плану научно-исследовательских работ УГТУ-УПИ; программы "ФИЗМАТ"; программы по разработке лучевых (пучковых) методик анализа и модификации приповерхностных слоев оптических материалов детекторной, нелинейной и интегральной оптики; международного проекта по исследованию радиационною - оптических свойств и методов их модификации для технологически значимых материалов коротковолновой лазерной оптики (ERBIC15CT960721), проектов РФФИ (02-16206), Минобразования РФ (992886) и программы исследований Уральского научно - образовательного центра «Перспективные материалы» (CRDF award No.REC-005).
Объекты исследовании. Изучены наиболее значимые с практической точки зрения нелинейно - оптические материалы: кристаллы боратов ЩМ иЩЗМ(1л2В407 (LTB), UB3O5 (LBO), CsLiB6Oio (CLBO), р-ВаВ204 (ВВО), КВ5О84Н2О (КВ5)), а также кристаллы дигидрофосфатов калия КН2РО4 (KDP) и аммония NH4H2P04 (ADP).
Научная новизна. Выполнено комплексное многоплановое исследование закономерностей релаксации электронных возбуждений, формирования первичных стабильных и метастабильных дефектов, роли короткоживущих дефектных состояний ионной и электронной подсистем в процессах создания устойчивых структурных нарушений в широко зонных радиационно - стойких нелинейно - оптических кристаллах. Впервые получены следующие научные результаты:
1. Установлена природа широкополосной быстрой ультрафиолетовой люминесценции нелиней но-оптических кристаллов, обусловленная излу-чателыюй аннигиляцией автолокализованных электронных возбуждений; выявлены два несводимых друг к другу канала релаксации электронных возбуждений в LBO, приводящие к формированию автолокализованных экситонов двух типов.
2. Установлена общая закономерность формирования короткоживу 12.
щих радиационных дефектов катионной подрешетки и выявлена единая природа метастабильного оптического поглощения исследуемых кристаллов в видимой и ультрафиолетовой областях спектра, обусловленная оптическими переходами между состояниями валентной зоны (ВЗ) и локальным уровнем дырочного центра.
3. Методом низкотемпературной (6-9 К) люминесцентно - оптической спектроскопии с субнаносекундным временным разрешением получен комплекс экспериментальных данных по динамике электронных возбуждений, собственной люминесценции и люминесцентно - оптическим проявлениям дефектов решетки данных кристаллов.
4. Установлены общая закономерность и единый механизм безызлу-чательной туннельной перезарядки подвижных радиационных дефектов подрешетки катионов водорода (ADP, KDP) и лития (LTBf LBO), обусловливающие кинетику релаксации наведенной оптической плотности в широкой временной области 6-8 декад.
5. На основании экспериментальных данных разработаны и теоретически обоснованы структурные модели обнаруженных нами электронных и дырочных центров в кристалле LBO.
6. Разработана и обоснована модель переноса заряда между состояниями взаимодействующих дырочных центров. Теоретическим расчетом в рамках предложенной модели дано качественное и количественное объяснение обнаруженного нами эффекта разгорания в кинетике импульсной катодолюминесценции кристалла LBO.
7. Установлены и подтверждены теоретическим расчётом закономерности накопления дефектов в кристаллах ADP и KDP под действием ионных и электронных пучков, изучены закономерности проявления дефектов водородной подрешетки в динамике электронных возбуждений и люминесценции кристаллов с водородными связями (ADP, KDP, КВ5).
Научное и практическое значение работы. Научная значимость работы определяется совокупностью полученных в диссертационной работе результатов, обобщений и выводов, свидетельствующих о решении крупной научной задачи в физике конденсированного состояния вещества, связанной с решением фундаментальной проблемы физики низкосимметричных широкозонных диэлектриков - установлением природы радиационно - оптической устойчивости материалов, пригодных для работы в ультрафиолетовом и вакуумном ультрафиолетовом спектральных диапазонах. Выполненные исследования вносят существенный вклад в понимание причинно - следственной связи радиационно - оптических свойств данного класса кристаллов с особенностями кристаллической структуры, динамики электронных возбуждений, точечными дефектами, рекомбинационны-ми процессами и процессами автолокализации электронных возбуждений.
В результате выполненных исследований установлена природа мета-стабильного оптического поглощения, ограничивающего радиационно-оптическую устойчивость и лимитирующего лучевые нагрузки при эксплуатации широкозонных нелинейно - оптических кристаллов в практически важной спектральной области генерации гармоник со 2-й по 6-ю излучения лазеров YAG:Nd и АІ20з:Ті.
Полученные результаты и сформулированные представления о механизмах радиационно - стимулированных процессов могут быть использованы для прогнозирования поведения нелинейно - оптических кристаллов и устройств на их основе в радиационных полях, разработки технологий целенаправленного изменения их свойств и повышения радиационно -оптической устойчивости.
Автор защищает: 1. Закономерности создания и распада низкоэнергетических электронных возбуждений в нелинейно-оптических кристаллах, включая: а) механизмы возбуждения и релаксации молекулярного эксито-нав боратах ЩМ и ЩЗМ; б) сосуществование в LBO двух несводимых друг к другу каналов релаксации электронных возбуждений, приводящих к формированию АЛЭ двух типов; в) идентификацию и свойства собственной коротковолновой люминесценции, обусловленной излучательной анниги 14.
ляцией АЛЭ.
2. Закономерности формирования короткоживущих радиационных дефектов катионной подрешетки, их свойства и единый механизм метаста-бильного оптического поглощения нелинейно-оптических кристаллов в видимой и ближней УФ-областях спектра, обусловленный оптическими переходами межполяронного типа.
3. Экспериментально обоснованную модель безызлучательного распада антиморфных радиационных дефектов подрешетки подвижных катионов в кристаллах ADP, KDP, LTB и LBO, ключевым моментом которой является безызлучательный туннельный перенос электрона между подвижным центром Ме° (где Me = Li или Н) и катионной вакансией, обусловливающий кинетику затухания оптического поглощения кристаллов во временной области 6-8 декад.
4. Закономерности влияния дефектов водородной подрешетки на динамику электронных возбуждений, транспорт энергии и люминесценцию кристаллов с водородными связями ADP, KDP, КВ5.
5. Результаты установления природы радиационных и ростовых точечных дефектов в нелинейно-оптических кристаллах, их модели и схемы рекомбинационных процессов, закономерности влияния дефектов структуры на радиационно - оптическую устойчивость.
Личный вклад автора. Диссертационная работа является результатом многолетней работы автора (с 1983 г.) на кафедре экспериментальной физики ГОУ ВПО "Уральский государственный технический университет -УПИ" и представляет собой обобщение материалов исследований, проведенных лично автором, а также выполненных совместно с аспирантами и сотрудниками при непосредственном участии автора. В работах, опубликованных в соавторстве, автору принадлежат результаты, сформулированные в защищаемых положениях и выводах. Часть результатов вошла в кандидатские диссертации А.Ю. Кузнецова (1994 г.), В.Т. Куанышева (1999 г.), А.В. Поротникова (1999 г.) и М.К. Сатыбалдиевой (2003 г.), выполненные под руководством автора. Автор внес определяющий вклад в проведение большей части измерений, в анализ и интерпретацию полученных результатов. Общая постановка задач исследований, выбор направлений и методов их решения, обобщение результатов, формулировка защищаемых положений и выводов диссертации принадлежат лично автору.
Апробация работы. По теме диссертации опубликовано 230 научных работ. Основное содержание диссертации отражено в 70 научных публикациях, результаты исследований докладывались и обсуждались на: Всесоюзных конференциях по радиационной физике и химии ионных кристаллов (Рига - Саласпилс, 1983 г., 1986 г.; Рига, 1989 г.); Всесоюзной конференции по физике вакуумного ультрафиолета и его взаимодействию с веществом «ВУФ-86» (Рига, 1986 г.); Научно - технической конференции «Материаловедение в атомной технике»(Свердловек, 1986 г.); Всесоюзной (Харьков, 1986 г.) и Межгосударственной (Харьков, 1993 г.) конференциях по сцин-тилляторам; Всесоюзном совещании «Люминесценция молекул и кристаллов» (Таллин, 1987 г.); Всесоюзной конференции по физике диэлектриков (Томск, 1988 г.); Всесоюзных симпозиумах по люминесцентным приемникам и преобразователям ионизирующих излучений (Таллин, 1985 г.; Львов, 1988 г.); Еврофизических конференциях по люминесцентным детекторам ионизирующих излучений - LUMDETR (Рига, 1991 г.; Таллин, 1994 г.; Устрон, Польша, 1997 г.; Рига, Латвия, 2000 г.; Прага, Чехия, 2003 г.); Международной конференции «Перестраиваемые лазеры» (Байкал, 1988 г.); Всесоюзном (Ставрополь, 1989 г.) и Международном (Ставрополь, 1992 г.) совещаниях «Физика, химия и технология люминофоров» Международном симпозиуме по экзоэлектронной эмиссии и ее применению (Тбилиси-Екатеринбург, 1991 г.); Международной конференции по физике поверхности (Стокгольм-Упсала, Швеция, 1991 г.); Конференции по эмиссионной электронике (Москва, 1994 г.); Еврофизических конференциях по дефектам в диэлектрических материалах - EURODIM (Лион, Франция, 1994 г.; Киль, Великобритания, 1998 г.; Вроцлав, Польша, 2002 г.); Международных конференциях по дефектам в диэлектрических материалах - ICDIM (Уинстон-Сейлем, США, 1996 г; Рига, Латвия, 2004 г.); Международном совещании «Быстрые процессы в сцинтилляторах» (С-Петербург, 1994 г.); Российских конференциях по использованию синхротронного излучения (Новосибирск, 1994-1998 гг.); Международной конференции «Радиационные гетерогенные процессы» (Кемерово, 1995 г.); Международной конференции «Твердотельная дозиметрия» (Будапешт, Венгрия, 1995 г.); Феофи-ловском симпозиуме по спектроскопии кристаллов, активированных ионами редкоземельных и переходных металлов (С-Петербург, 1995 г.); Международных конференциях «Неорганические сцинтилляторы и их применение» (Дельфт, Голландия, 1995 г.; Шанхай, Китай, 1997 г.; Москва, 1999 г.; Шамони, Франция, 2001 г.); Юбилейном международном конгрессе «Радиационные исследования 1895-1995 гг.» (Вюрцбург, Германия, 1995 г.); Международных конференциях «Радиационная физика и химия неорганических материалов» (Томск, 1996 г.; 1999 г.; 2003 г.); Международном конгрессе по радиационной физике, сильноточной электронике и модификации материалов (Томск, Россия, 2000 г.) Международной конференции «Люминесценция и оптическая спектроскопия твердого тела» (Прага, Чехия, 1996 г.); Международной конференции «Современные оптические материалы и приборы» (Рига, Латвия, 1996 г.); Всероссийской конференции «Химия твердого тела и новые материалы» (Екатеринбург, 1996 г.); Международной конференции «Рентгеновское излучение и вну-триоболочечные процессы» (Гамбург, Германия, 1996 г.); Международных конференциях по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами (Москва, 1997-2000 гг.); Национальной конференции по применению рентгеновского, синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования материалов (Дубна-Москва, 1997 г.); Международной конференции по динамике возбужденных состояний твердых тел (Миттель-берг, Австрия/Германия, 1997 г.); Международных конференциях по радиационным эффектам в диэлектриках (Ноксвилл, США, 1997 г.; Йена, Германия, 1999 г.); Всероссийском симпозиуме по твердотельным детекторам ионизирующих излучений (Екатеринбург-Заречный, 1997 г.); Международной конференции по модификации материалов ионными пучками -IBMM98 (Амстердам, Нидерланды, 1998 г.); Международной конференции «Физико-химические процессы в неорганических материалах» (Кемерово, 1998 г.); Международной конференции по экситонным процессам в твердых телах - EXCON 98 (Бостон, США, 1998 г.); Международных конференциях по радиационной физике (Бишкек-Каракол, Кыргызская Республика, 1999 г; 2003 г.); Международной научной конференции "Радиационно-термические эффекты и процессы в неорганических материалах" (Томск-Улан-Удэ, 2004 г.).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения и выводов, списка цитируемой литературы и приложения; содержит 466 страниц, в том числе 152 рисунка, 39 таблиц и список литературы из 686 наименований.
Во введении дана общая характеристика работы, обоснована актуальность темы, состояние изученности проблемы, сформулированы общая цель и задачи исследований, представлены научная новизна, практическая значимость и научные положения, выносимые на защиту, а также отмечен личный вклад автора.
Первая глава в диссертации является обзорной, поскольку в работе затронут довольно широкий круг вопросов, в том числе - смежных, которые так или иначе связаны с разрабатываемой темой.
Во второй главе приведено описание экспериментальной техники, объектов и методов исследований. Для каждого объекта исследования приведены основные данные по методам выращивания и особенностям приготовления образцов. Представлены результаты исследования кристаллов боратов лития методами рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и рентгеновского дифракционного анализа.
Третья глава посвящена комплексному исследованию излучательного распада низкоэнергетических электронных возбуждений и природы быстрой УФ - люминесценции кристаллов боратов лития ІЛ2В4О7 и LiBjOs, включая, в частности, низкотемпературную (7-9 К) люминесцентно - оптическую ВУФ - спектроскопию с субнаносекундным временным разрешением, расчёты оптических констант, анализ пространственного положения момента излучающего перехода по данным поляризационных измерений. Обсуждаются динамика ЭВ, процессы автолокализации в боратах лития и два канала релаксации ЭВ в кристалле LBO.
В четвёртой главе методом низкотемпературной оптической ВУФ-спек-троскопии с временным разрешением выполнено исследование кристаллов боратов ЩМ и ЩЗМ (CsLiB6Oi0s р-ВаВ204, КВ508-4Н20), а также кристаллов КН2РО4. Обсуждаются модели центров свечения, дефекты и особенности динамики ЭВ в кристаллах с водородными связями (КВ5 и KDP) и в кристаллах боратов с относительно тяжелыми катионами Cs и Ва (CLBO, ВВО).
В пятой главе приведены результаты комплексного исследования точечных дефектов и термостимулированных рекомбинационных процессов в кристаллах трибората лития LBO. Разработаны структурные модели для обнаруженных нами электронного В2+ и дырочного О- парамагнитных центров, исследована динамика их накопления при облучении, термический распад и процессы излучательной рекомбинации.
Шестая глава посвящена изучению кинетики неравновесных процессов в кристаллах боратов ЩМ и ЩЗМ при возбуждении электронным пучком. Исследованы спектры и кинетика короткоживущего оптического поглощения и импульсной като до люминесценции, их зависимости от температуры и мощности возбуждения, процессы безызлучательной туннельной перезарядки короткоживущих дефектов литиевой подрешетки и механизмы излучательной рекомбинации в кристаллах с дефектами.
В седьмой главе выполнено исследование люминесценции, стабильных и короткоживущих дефектов в кристаллах ADP и KDP, включая люминесцентно-оптическую спектроскопию примесных и радиационных дефектов, экспериментальное и теоретическое изучение процессов радиационного дефектообразования при воздействии ионных пучков, а также исследование процессов генерации и распада короткоживущих дефектов при импульсном электронном облучении,
В приложении сформулированы рекомендации по использованию научных выводов и возможному практическому использованию полученных результатов. Подытожены результаты идентификации дефектов в нелинейно-оптических кристаллах ADP, KDP и боратов ЩМ и ЩЗМ, дано краткое описание проявлений наиболее значимых дефектов при исследовании нелинейных кристаллов методами спектроскопии твердого тела.
Похожие диссертации на Электронные возбуждения, люминесценция и радиационные дефекты в широкозонных нелинейно-оптических кристаллах
