LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Фізика. Астрономія → Активаторні центри забарвлення в кристалах {SrCl2}:TlCl


Львівський національний університет імені Івана Франка











Салапак

Володимир Михайлович



УДК 535.343.2; 535.548



Активаторні центри забарвлення в кристалах SrCl2:TlCl



01.04.10 - Фізика напівпровідників і діелектриків





Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата фізико-математичних наук





Львів – 2000

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі фізики Українського державного лісотехнічного університету

Науковий керівник: кандидат фізико-математичних наук,

доцент Чорній Зиновій Павлович,

професор Українського державного лісотехнічного університету

Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, професор Носенко Анатолій Єрофеєвич,

професор Львівського національного університету імені Івана Франка

кандидат фізико-математичних наук,

доцент Лахоцький Теодор Васильович,

доцент Державного університету "Львівська політехніка"

Провідна установа: Національний університет імені

Тараса Шевченка (кафедра оптики)

Захист відбудеться 14 червня 2000 р. о 15 год. 30 хв. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д.35.051.09 у Львівському національному університеті імені Івана Франка за адресою: 79005, м.Львів, вул.Драгоманова, 50, ауд. №1.

З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Львівського національного університету імені Івана Франка за адресою: 79005, м.Львів, вул.Драгоманова, 5.

Автореферат розісланий 12 травня 2000 року.


Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

доктор фіз.-мат.наук, професор Блажиєвський Л.Ф.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми.

Радіаційна фізика твердого тіла дала техніці могутню зброю - радіаційну технологію модифікації матеріалів з метою надання їм тих або інших потрібних властивостей. У 1974 році Молленауер і Олсон виявили, що деякі центри забарвлення в лужно-галоїдних кристалах, які мають люмінесценцію зі значним стоксовим зсувом стосовно спряженої смуги поглинання, дають стимульоване випромінювання і можуть бути використані як активні центри в кристалічних лазерах із перестроюваною частотою випромінювання.

Зокрема в матрицях KCl i KBr дієздатними при 300 К виявилися центри забарвлення, які отримали назву Tlo(1)-центрів. Лазери, активними елементами яких є згадані кристали, дають випромінювання в області 1,4 1,6 мкм. Однак, у вирощених із розплаву кристалах KCl:TlCl і KBr:TlBr необхідні для створення Tlo(1)-центрів Tlc+Va+-асоціати практично відсутні. Тому процедура генерації лазерно активних Tlo(1)-центрів складається з опромінення кристала і наступних термічних обробок і оптичних підсвіток. Таким чином постає питання пошуку матеріалів, у яких би лазерно активні Tlo-центри генерувалися лише опроміненням кристалів без використання додаткових процедур.

Ще одна з проблем, що виникає при розробці кристалічних лазерів з перестроюваною частотою полягає в тому, що звичайні радіаційні технології, крім необхідних активних центрів, створюють, як правило, й інші центри забарвлення, наявність яких в тій або іншій мірі перешкоджає ідеальній роботі кристалічного лазера. Тому ведеться пошук таких радіаційних технологій і матеріалів, які дозволяли б створити в кристалах потрібний сорт центрів забарвлення без створення інших пасивних або шкідливих центрів.

У зв'язку з цим, метою дисертаційної роботи було вивчення структури талієвих центрів забарвлення в активованих кристалах SrCl2, їх оптичних характеристик, ролі іонних процесів у механізмі радіаційного утворення, фото- і термоіндукованих перетворень центрів забарвлення.

Для досягнення мети необхідно було розв'язати наступні задачі:

  • синтезувати кристали хлористого стронцію, леговані іонами талію та співактиваторами (європій і лужні метали);

  • визначити характер входження іонів талію в гратку кристала, їх концентрацію, кількісні параметри, що характеризують локальну і просторову міграцію аніонних вакансій;

  • визначити просторову орієнтацію електричних диполів талієвих центрів забарвлення;

  • розкрити специфіки механізмів генерації талієвих центрів забарвлення та їх термо- і фотостимульованих перетворень;

  • вивчити залежності ефективностей нагромадження центрів забарвлення і рекомбінаційних процесів від температури опромінення кристала;

  • визначити структуру активаторних центрів забарвлення.

Наукова новизна.

Вперше виконано комплексне дослідження оптичних і електричних характеристик кристалів SrCl2, легованих іонами талію. Результати досліджень дали можливість уперше:

  • довести, що іони талію входять у гратку кристала SrCl2 як домішково-вакансійні диполі;

  • показати, що незалежно від температури опромінення кристала, первинними центрами забарвлення є Tlo(1)- і Tl2+(1)-центри, які генеруються при захопленні електронів і дірок домішково-вакансійними диполями (ДВД);

  • показати, що при T > 150 K відбувається перетворення талієвих центрів забарвлення шляхом відходу аніонної вакансії від Tl2+-центра та локалізації останньої біля Tlo(1)-центра;

  • встановити, що при T > 180 К внаслідок захоплення F-центрів Tlo(2)-центрами генеруються високотемпературні центри забарвлення;

  • визначити спектри наведеного поглинання кристала SrCl2 в області 220-1200 нм в температурному діапазоні 80-400 К; інтерпретувати три довгохвильові смуги поглинання Tlo(1)-центрів;

  • визначити механізми рекомбінаційних процесів та ідентифікувати спектри рекомбінаційної люмінесценції.

Практичне значення одержаних результатів.

Виявлені в роботі Tlo(1)- i Tlo(2)-центри з лазерно активною структурою можуть бути використані для створення оптичних квантових генераторів, де в якості активного елемента виступають забарвлені кристали SrCl2:TlCl.

Особистий внесок дисертанта.

Автор дисертаційної роботи виконав експериментальну частину роботи. Розрахував енергетичні параметри процесів термостимульованих перетворень і термоактивованого руйнування центрів забарвлення. Брав участь у обговоренні й інтерпретації результатів досліджень, написанні статей і доповідей.

Апробація результатів дисертації.

Основні положення та результати дисертаційної роботи доповідалися на Міжнародній конференції з екситонних процесів в конденсованому середовищі (Австралія, Дарвін, 1994); II Міжнародному симпозіумі по люмінесцентних детекторах та перетворювачах іонізуючого випромінювання (Естонія, Талін, 1994); Міжнародній науковій конференції присвяченій 150-річчю від дня народження Івана Пулюя (Україна, Львів, 1995); Міжнародній конференції з неорганічних сцинтиляторів і їх застосування (Нідерланди, 1995); IX міжнародній конференції з радіаційної фізики і хімії неорганічних матеріалів (Росія, Томськ, 1996); IIІ Міжнародному симпозіумі по люмінесцентних детекторах та перетворювачах іонізуючого випромінювання (Польща, Устронь, 1997); X Міжнародній конференції з радіаційних ефектів в діелектриках