О кинетике создания центров наведенной люминесценции в сульфатах при возбуждении

Размещено на http://www.allbest.ru/

НУУЗ им. Мирзо Улугбека, физический факультет

Ш.И. Мухамедханова, С.Т. Бойбобоева

Эффект наведенной люминесценции заключается в том, что после облучения фосфора большими дозами ионизирующей радиации в нем появляются новые полосы возбуждении фотолюминесценции [1]. При таком облучении сульфата наблюдалось увеличение эффективности их термо- и фотостимулированной люминесценции (ТСЛ, ФСЛ) [2]. Этот эффект может быть связан или с электронными процессами (заполнение очень глубоких ловушек) или с ионными (создание новых дефектов в диэлектрике).

Исследования глубоких ловушек и центров наведенной люминесценции (ЦНЛ) о сульфатах методом фотостимулированной передачи электронов (ФСПЭ) и фотовозбуждения (ФВ) подробно описаны [2;3].

В настоящей работе рассматривается кинетика создания ЦНЛ в сульфатах при фотовозбуждении.

При ФВ образуются дефекты одного типа, ответственные за наведенную люминесценцию. Эти дефекты создаются за счет неоптической рекомбинации (создание смещений за счет рекомбинации), энергия которой [4]: 8,4 эВ или неоптических переходов с возбуждениями уровней центров рекомбинации (ЦР) с энергией 4,9 эВ и 3,4 эВ [2] со смещением 12,6. В CaSO₄ ширина запрещенной зоны E_g = 12 эВ. Однако, при ФВ более длинноволновой, но широкой полосой (5,9-6,8 эВ), хорошо заметно запасание электронов на ловушках.

Прямая ионизация собственного ЦР отпадает т.к. его основной уровень лежит ниже дна запрещенной зоны на 8,4-8,5 эВ. ФВ легко понять как двухступенчатое - сначала поглощение на ЦР (Е_е = 6.12эВ) и после туннельной передачи на соседнюю «глубокую» ловушку - фотостимуляция (Е_s = 2,5-5 эВ) электрона в запрещенную зону. Электроны из запрещенной зоны или рекомбинируют на ЦР или захватываются соседними «мелкими» ловушками. наведенный люминесценция фотовозбуждение сульфат

Последний этап ФВ по схеме совпадает с ФСПЭ на соответствующие уровни захвата. В такой схеме естественно, что запасание на вторых уровнях должно быть того же порядка, что и ФСПЭ, т.е. на 3 порядка меньше, чем при прямом рентгеновском возбуждении (РВ), а сечения поглощения стимулирующего света, полученные по измеренного ФСПЭ после РВ (₁ и ₂) и по ФВ должен быть одинаковыми.

В [2] приведена система уравнений для квазистационарного случая:

(1а)

(1в)

(1е)

Здесь ₁ - концентрация электронов на донорных центрах захватах (ЦЗ);

₂ - концентрация электронов на ЦР;

Е_l - энергия возбуждающего света;

Е_S - энергия стимулирующего света;

₁ и ₂ - вероятности высвечивания электрона в единицу времени с глубокого и мелкого ЦЗ, соответственно;

Коэффициент передачи, т.е. доля переданных электронов на мелкие ЦЗ из числа, запасённых на глубоких ЦЗ;

Аr - вероятность рекомбинации;

А_l2 - вероятность «повторного» захвата.

Для этой системы уравнений возможны два случая:

а) ₁₀ 0,E_l = 0 - эффект очувствления

б) ₁₀ = 0,E_l 0 - ФСПЭ.

В обоих вариантах есть рекомбинация и возможно создание дефектов. Рассмотрим случай, когда

Здесь ₁ - начальное запасание на глубоких ЦЗ;

₁ - запасание при .

Расчеты показали, что

Здесь - вероятность туннельного перехода;

n₀ - концентрация электронов на ЦР;

- численная величина (0,79 0,07) 10³ с^-1.

Эксперименты по распаду ЦЗ при больших дозах РВ по ТСЛ и дальнейший расчет показывает, что

;

Здесь: _Н - концентрация ЦНЛ;

-доля рекомбинаций, приводящих к преобразованию ЦЗ;

-коэффициент восстановления или коэффициент распада ЦНЛ.

Из сравнения постепенного распада ЦНЛ «в темноте» и переданной ТСЛ, а также фотовозбуждения >> , т.е.

Литература:

1. Красная А.Р - «Влияние собственных и примесных дефектов на термостимулированную люминесценцию и термостимулированную экзоэмиссию сульфатных фосфоров - Автореферат диссертации, на соискание уч. степени к.ф. - м.н, Ташкент - 1970 г.

2. Мухамедханова Ш.И. - Люминесцентно активные центры в люминафорах на основе CaSO₄ - Автореферат диссертации, на соискание уч. степени к.ф.- м.н, Ташкент - 1994 г.

3. Ш.И. Мухамедханова, В.Я. Ясколко -Центры захвата в люминесценции щелочноземельных сульфатов. -Вестник НУУЗ, №3, 2005 г.

4. V.Ya. Yaskolkо - Two - Stage Photoexcitation of Thermo - Stimulated Luminescence in CaSO₄. - Phys. Stat. Sol(a), 157, 507 (1996)

Размещено на Allbest.ru