Введение к работе
Актуальность темы. Одной из основных и актуальных задач ради- '
ащюнной Физики твердых тел было и остается исследование структу
ры и свойств создаваемых ионизирующей радиацией собственных и при
месных дефектов кристаллической реыетки и выяснение механизмов их
создания и разрушения. Такие исследования особо важны как для тео
рии радиационных дефектов в твердых гелах.так и для поисков радиа-
ционно устойчивых материалов, необходимых для ядерной энергетики,
а также рэдизцнонно чувствительных материалов, нзходлцих примене
ние в качестве активных элементов оптических запоминающих ус
тройств, Мазеров и лазеров,сцинтилляторов и дозиметров, люминофоу
ров различного назначения и т.д. ,1 .
Зелочно-галоидные кристаллы (ЦГК) является простейшей моделью ионных твердых тел. В них легко создается ионизирувией радиацией, электролитическим или аддитивным окрашиванием различные дефекты, число и тип которых нойно легко регулировать. В связи с этим ЩГК вироко используются для детального экспериментального и теоретического исследования,необходимого для понимания физических явлений, происходящих в диэлектриках более сложной структуры.
Со времени появления классических работ Рентгена, Иоффе- Хиль-ва и Поля по окравиванив.ЩГК рентгеновскими лучами явление радиационного окрашивания было детально изучено во многих сотнях работах. В -частности, с достоверностью установлено создание йнитнных френкеловских дефектов и получены данные о существовании в !ЦГК катионных френкелевских дефектов. Исследованием механизмов радиационного создания катитжных и анионных френкеловских дефектов занимались >. ногие авторы (Алукер, Биллер, йитол, Вильяме, Вейсбурд. Валбис, Ии, Катоыин, Кетлоу, Пули. Ч.Лунин, н.Луедиь. Сонг, Сайдо. Танимура, Херв, Хоббс, Чернов, йсарц, М.Элзкго, А.Зланго и др.).
Давно было отмечено', что присутствие в $ГК примасей, как катионных, так и анионных, изменяет весьма существенно эффективность дефектообразовакия,сказываясь на вероятности реализации основного механизма генерации дефектов и особенно на стабилизации -первичных радиационных дефектов. Радиационные дефекты эффективно образуют агесциаты с ионами примеси в ЗГК.что сказывает существенное влияние на радиационную окражнзаекость кристаллов при температурах, когда первичные радиационные дефекты подвижны.
Введение в кристалл лшшесцируяцнх примесей и создания радиацией лшминееиирцвмих дефектов поззолил^ применить рнсокочучетви-тельные лзмкнесцчнтнне ыегоды для изучения структуры и свойств центров окраски, а также использовать примесные центры в качестве
лвминесцируадих зондов для изучения различных происходящих в кристалле процессов.
В иеоблученных ЩГК хорошо изучена внутрицентровая люминесценция одновалентных Са ,1а ,Т1 ) и двухвалентна* (Бе ,Sn ,Pb ) ртута-подобных ионов,имеющих электронную конфигурации основного состояния s , а такте благородных ионов (Cu+, fig+, (ш+). Двухвалентные ртутеподобние ионы (А ) в ЩГК, как правило, ассоциированы с коы-пенсируюцей их избыточный заряд катионной вакансией vc~ , поэтоиу основные центры в зтих систенах имеат структуру ft v,T . Искусственно в.этих системах сдается создать небольшое количество ионов А2Т не ассоциированных с дефектом.
В облученных ионизирующей радиацией кристаллах извесны центры окраски, образующиеся при захвате электронов или дырок ионами активатора й+и А+. В результате захвата ионами и атомами примеси анионных и катиошшх френкеловских дефектов, создавшихся при распаде экситонов, возникает ассоциати примеси с интерстициалами и вакансиями. Для некоторых дырочных и электронных примесных центров в 5ГК, а также ассоциатов диполей РЬ * и" с ыемдоузельныыи атомами галоида в кристаллах КС1-РЬ и КВг-РЬ обнаружена и изучена внутрицентровая' люминесценция, а такне излучение, возникающее при захвате ионами примеси -носителей заряда.
Необходимость детального изучения радиационных дефектов в ЩГК как модельных обьектов', а такие все расширявшиеся практические применения атих дешевых и'легко синтезируемых систем с варьируемыми j ынроких пределах свойствами и определяет актуальность темы настоящего исследования.
Цель работы - поиски и исследование поляризованной внутрицент-ровой люминесценции ассоциатов примесных центров с интерстициалами и вакансиями, изучение их структуры, а также процессов генерации-, миграция и аза»іиод«йсгвиа с ионами и атомами примеси меадоузельных дефектов и вакансий в облученных рентгеновскими лучами кристаллах KCl.KBr и КЗ, активированных ионами олова,индия,свинца и меди. Автор зедицает: - результаты комплексного исследования ллшинесиируюцих ассоциатов Ионов примеси с In+. irf+.Pb+ ,Pb ^,Sn+ ,Са > с ыеидоузелышми ионами : атомами галоида, анионными и катиэнными вакансиями в ЩКГ. ^ Иніепретаци») природе наблюдаемых полос поглоцения в лцминесцении исслецозанных ассоциатов, характера взаимодействий дефектов, вход-s я|их в состав ассоциатов, друг с другом.
« дстанаэлзнная закономерности созданий лвмнегцнруювих асевпиатов ргзйык типов и структури, процьссвв-ііх'фото и термостимулираван-\'мл ззвккиих, преві.а*%иии и'разриринй.
Научно практическая значимость работы. Полученные результати могут быть полезны для теории примесных центров окраски в кристаллах, в частности,при рассмотрении процессов взаимодействия ка-ь тионных и анионных френкеловских дефектов с ионами примеси.прн выяснении влияния дефектов кристаллической реиетки на люминесценции ртутеподобннх центров и т.д. Эти результаты ваяны и для разработки новых высокочувствительных и селективных методов исследования процессов генерации радиационная дефектов в легированных кристаллах, их миграции и стабилизации примесью. Особенности лп-мйцесцзнции прииескнх центров в $ГК ваано учитывать "такае при использовании их в качестве люминесцентных зондов для.исследования зкситонны:^ и электронно-дкрочних процессов в ионннх кристаллах,в частности.в детекторах и в дозиметрах ядерних излучений. Обнаружение и исследование внутрицектровой люминесценции ассоциатов ионов и атомов принеси с анионными вакансиями имеет вавное практическое значение в связи с возмояностьв использования центров окраски такого типа в качестве активных элементов перестраиваемых лазеров.
Апробация работы и публикации. Полученные в диссертации реэупь-,таты долояены на XXYII Всесоизном совещании по льминзсценцни крнсталлофосфоров (Эзерниеки.1380 ), на IU Всесоизном симпозиуме "Ляминесцентннз приемники и преобразователи рентгеновского'нзлучз-ния" (Иркутск, 1982), на I и II Республиканских конференциях по физике твердого тела (Он,1936, 1989. на UII Всесоизноя конфереции по радиационной физике и химии неорганических материалов с Рига, 1989), на I научно-теоретической конференции молодых ученых ОвПИ (Он,1989), на I Республиканской конференции молодых ученых и преподавателей физики (Фрунзе,1990), на IU Всесовзной конференции "Взакмодейсгвие излучения плазменных и электронных потоков с ве-«ecTBOtt",(S:uK-KGfl,1990), ка Кевдународнок симпозиуме "Luainescent Detectors and Tranbforaers of lotilztnq Radtatlon"(Riga.l991). Основные результаты по теме днсертации излояьны в-13 публикациях, список которых приведен в конце автореферата.
Еклзд автора. Основные экспериментальные результаты получены лично авторок, интерпретация результатов осумествлена совместно с научными руководителями С.Г.Зазубович и Й.Згвмберднеенм.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключение и списка литературн из 306 наименований.Работа содернкт \72 страниц,в том числе /Збстракиц основно» го текста, 5 таблиц л 31 рисунок.