Содержание к диссертации
Лист сокращений и обозначений, употребляемых в диссертации
ВВЕДЕНИЕ 7
Глава I. НАКОПЛЕНИЕ УСТОЙЧИВЫХ РАДИАЦИОННЫХ ДЕФЕКТОВ В ЩГК КАК РЕЗУЛЬТАТ СУПЕРПОЗИЦИИ РАЗНОНАПРАВЛЕННЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ (Обзор литературных данных) 14
I.I. Создание радиационных дефектов в ЩГК и зависимость этого процесса от температуры
облучения ионизирующей радиацией.. 14
1.1.1. Создание дефектов при кратковременном облучении (импульсное облучение) 14
1.1.2. Накопление дефектов при продолжительном облучении (непрерывное облучение
1 2. Явления, приводящие к накоплению, разрушению и преобразованию дефектов во время продолжительного облучения ионизирующей радиацией
1.2.1. Механизм создания Г Н -пар и разделение компонент 24
1.2.2. Стабилизация подвижных междоузельных дефектов
1.2.3. Радиационное разрушение и радиационное преобразование дефектов 46
Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ З
2,1 Основные методические приемы, использованные в работе
2.2. Объекты исследования и экспериментальная установка
2.2.1. Объекты исследования 57
2.2.2. Экспериментальная установка 61
Глава 3. СОЗДАНИЕ И РАЗРУШЕНИЕ РАДИАЦИОННЫХ ДЕФЕКТОВ В ЩГК В ПРОЦЕССЕ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОГО ОБЛУЧЕНИЯ РЛ В ОБЛАСТИ ТЕМПЕРАТУР 4,2-400 К 67
3.1. Область температур 4,2-80 К . 67
3.1.1. Зависимость эффективности накопления при 4,2 К радиационных дефектов в Квт от наличия примесей и других несовершенств кристаллической структуры
3.1.2. Зависимость эффективности накопления различных радиационных дефектов от температуры (4,2-80 К) и от поглощенной дозы « 76
3.2. Область температур 80-400 К 81
3.2.1. Зависимость эффективности создания
3.2.2. Зависимость эффективности радиационного разрушения -центров от температуры
облучения РЛ (200-320 К) 89
3.3. Конкретный ход зависимости 41-(т) в области температур 4,2-320 К как функция поглощенной дозы 94
3.3.1. Спад 41 в области температур
3.3.2, Подъем 41 в области температур
3.3.3. Спад 41 в области температур
3.3.4, Обобщенная схема зависимости выживания радиационных дефектов в КВи- при продолжительном облучении
Глава 4, ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И СТРУКТУРА ПАРНЫХ АССОЦИАЦИЙ МЕВДОУЗЕЛЬНОГО ГАЛОГЕНА - ДИ-Н-ЦЕНТРОВ 114
Заключение
Литература 184
Введение к работе
Исследование радиационных повреждений в кристаллических телах, в том числе и в щелочно-галоидных кристаллах (ЩГК), уже давно является одним из важных разделов физики твердого тела. Хотя в ЩГК был накоплен значительный экспериментальный материал (см., например, обзоры [I-12] ) актуальность этих исследований не уменьшилась и в последние годы, т.к. развивающаяся техника предъявляла все новые и новые требования к материалам, находящимся в условиях сильного облучения.
В ЩГК достигнут высокий уровень научного понимания природы первичных радиационных дефектов tl,2,6,7] и элементарных механизмов радиационного создания этих дефектов 3-5,8-12 ] : в этих кристаллах осуществляется низкоэнергетический механизм безызлучательного распада анионного экситона па пару анионных дефектов Френкеля, гипотеза о возможности которого высказана в [13-15] , а первая модель и теория рассмотрены в [16-20 ] . Глубина знаний, достигнутая в этом вопросе, позволяет исследовать и обсуждать уже отдельные тонкости, такие, как детализация уровней экситона, конкретно из которых происходит распад на дефекты; влияние способа создания экситона на эффективность распада; величина и механизм разлета первичной FjH-пары.
Однако, таково положение дел лишь для главного процесса радиационного дефектообразования в анионной подрешетке ЩГК. Процессы же, связанные с последующей стабилизацией дефектов, изучены гораздо слабее, хотя начиная с температур, когда междоузельные Н-центры становятся подвижными (в КВг 40 К), именно они способствуют выживанию дефектов, препятствуя обратной реакции рекомбинации Н- и F -центров. В чистых ЩГК стабилизация Н-центров, в основном, осуществляется за счет явления ассоциации этих дефектов [ 7,21,22] , что между одиночными Н-центрами существует упругое притяжение, приводящее к встрече двух Н-центров, что в свою очередь заканчивается созданием ди-Н-центров и более крупных образований галогена, наблюдаемых электронномикрос-кодическим методом [23,24] . Стабилизация Н-центров возможна также и на других собственных дефектах ЩГК, например, на катионных вакансиях, радиационное создание которых исследуется в Тарту уже с 1969 года [3,25-34] .
Ассоциация электронных центров окраски ( F -центров) широко исследовалась (см.обзоры [35,36] ), и при высоких температурах ( 300 К) детально изучены первые этапы процесса ассоциации f -центров, т.е. создание f - и F3 -центров.
Отставание в изучении явления ассоциации междоузельного галогена объясняется разными причинами, из которых можно выделить, во-первых, невозможность применения для исследования структуры непарамагнитных ди-Н-центров информативного метода ЭПР и, во-вторых, многообразие конкретного осуществления ассоциации в кристаллической решетке: уже давно было известно как чувствителен этот процесс к температуре и дозе облучения ионизирующей радиацией. В связи с этим, исследователи, занимающиеся проблемой ассоциации галогена, вынуждены были пойти по пути медленного накопления экспериментальных и теоретических сведений относительно отдельных конкретных форм ассоциации Н-центров в строго конкретных условиях.
Начиная с 1969 года такие исследования ведутся в ИФ АН ЭССР, в лаборатории Ч.Лущика. Это работы Гиндиной, Йыги, А.Дущика, Цурахметова, Плоома, Цунга, А.Эланго, Яансон. Изучалась структура ди-Н-центров, создаваемых радиацией в области температур 180-200 К, где эффективность выживания устойчивых дефектов максимальна [ 27-29 ] . Исследовались и ди-Н-центры, возникающие при облучении при 80 К (уже с гораздо меньшей,чем при 200 Неэффективностью) [27,30-34] . Был получен результат, что при некоторых различиях в микроструктуре центров в обоих случаях в беспримесных ЩГК главной структурной единицей ди-Н-центра является молекулярный ион з занимающий одно катионное и два анионных узла, т.е. (Хд) -центр. Было предложено [27,34] , что путем создания (Х ) -центров в ЩГК осуществляется взаимная стабилизация дефектов Френкеля в анионной и катионной под-решетках.
Настоящее исследование, являясь планомерным продолжением сделанного ранее в ИФ АН ЭССР, направлено на дальнейшее расширение исследования ассоциации галогена в низкотемпературную область ( 80 К) и на углубление (путем применения низкотемпературных методик) знаний относительно высокотемпературных ( 80 К) ди-Н-центров. В области температур 4,2-80 К мы надеялись получить ответ относительно структуры и способа образования самых элементарных ди-Н-центров, возникающих при температурах начала подвижности.
