Радиационные и примесные дефекты в монокристаллах сложных сульфатов щелочных металлов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ
|
Шаршеев, Каныбек
АВТОР
|
||||
|
доктора физико-математических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Бишкек
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
2000
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
01.04.07
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
п
ИНСТИТУТ ФИЗИКИ
На правах рукописи
КАНЫБЕК ШАРШЕЕЗ
РАДИАЦИОННЫЕ И ПРИМЕСНЫЕ ДЕФЕКТЫ В МОНОКРИСТАЛЛАХ СЛОЖНЫХ СУЛЬФАТОВ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ
01.04.07 - Физика твердого тела •
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук
Кыргызская Республика Бишкек 2000
Ь'6%4, чз - i os
ИНСТИТУТ ФИЗИКИР
На правах рукописи
КАНЫБЕК ШАРШЕЕВ
РАДИАЦИОННЫЕ И ПРИМЕСНЫЕ ДЕФЕКТЫ В МОНОКРИСТАЛЛАХ СЛОЖНЫХ СУЛЬФАТОВ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ
01.04.07 - Физика твердого тела
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук
Кыргызская Республика
Бишкек - 2000
Работа выполнена в Институте физики HAH KP и Иссык-Кульском государственном университете имени К.Тыныстанова
Научный консультант:
доктор физико-математических наук, профессор КИДИБАЕВ М.М.
Официальные оппоненты:
доктор физико-математических наук, профессор КУКЕТАЕВ Т.А.
доктор-физико-математических наук, профессор ПИЛИПЕНКО Г.И.
доктор физико-математических наук, профессор КОНСТАНТИНОВА А.Ф.
Ведущая организация:
Кыргызский государственный национальный университет им. Ж-Баласагуна.
Защита состоится « 10 » марта 2000 г. в 10 часов на заседании Специализированного совета Д 01.97.65 по присуждению ученых степеней доктора и кандидата наук в Институте физики HAH Кыргызской Республики по адресу:
720071, г .Бишкек, проспект Чуй, 265-а1
С диссертацией можно ознакомиться^ в Центральной научной библиотеке HAH Кыргызской Республики.
Автореферат разослан г.
Ученый секретарь / '
Специализированного совета, к.ф.-м.н. ¿¿у/с^ОМеренкова JI.K.
Общая характеристика работа Актуальность темы. Физические свойства кристаллов в значительной степени определяются наличием различных дефектов и их структурой. В основе практических применений кристаллов в большинстве случаев также лежит использование свойстз дефектов. В настоящее время ионные кристаллы не только служат основными модельными объектами для фундаментальных исследований в физике твердого тела, но и находят многочисленные практические применения в квантовой и эмиссионной электронике, сшштилляционной и термолюминесцеятной технике, для изготовления дозиметров ионизирующих излучений, записи голографического изображения, ' изготовления ячеек памяти в быстродействующих электронно-вычислительных машинах. Широкое применение ядерных реакторов и других источников радиоактивных излучений, требующее обеспечения адекватного радиационного контроля, обусловливают необходимость поиска новых детекторных материалов с повышенными техническими характеристиками, в частности обладающих избирательной чувствительностью к различным видам излучений.
Интерес, вызываемый в этом плане сложными сульфатами щелочных металлов (ССЩМ), обусловлен их высокой радиационной чувствительностью, явно выраженными ионными свойствами, прозрачностью в удобней для исследования области спектра, а также сравнительной легкостью синтеза. Интерес к изучению радиационно-оптических свойств этих соединений стимулируется еще и целым рядом дополнительных обстоятельств. Во-первых, кристаллы Ш^аБО«, 1л1С304 и КЫа504, имеющие эффек-
. 7ОКЗО< , 4 _ 7кЪ'аХО,
тивные атомные номера (¿э^. =11,6; ¿эф =14,5 и ¿3<г> =Н,3), близкие к эффективному атомному номеру биологической (костной) ткани
(¿■¡Ф =12), могут представлять интерес для персональной дозиметрии как абсорбционные или ЭПР- детекторы рентгеновского ихтучения (на фоне у-излучения).
Во-вторых, обладая сильно выраженными пироэлектрическими свойствами, кристаллы 1л(НаДС)5С>4 являются перспективными материалами для разработки рабочих веществ, используемых в качестве термоэлектронных эмиттеров.
В-третьих, они также представляют интерес в плане разработки на их основе избирательных детекторов тяжелых заряженных частиц на гамма-фоне или избирательных детекторов нейтронов по реакции б1л(п,а)3Н на гамма- фоне.
Введение примеси в кристалл вследствие не тождественности примесных и решеточных понов приводит к образованию типов центров, физнче-»
скяе свойства которых в большей 1ши меньшей степени отличны друг от. друга. Зги отличия определяются не только природой примеси", ко и взаимодействием примеси с окружением. В $вязи с этим для понимания явлений, происходящих в примесных центрах (поглощение и излучение света, ¡вменение валентности примеси, распад центров), и эффектов их взаимодействия с собственными радиационными центрами кристалла необходимо детально знать структуру примесных центров (ПЦ), их симметрию,.природу ближайшего окружения активатора, параметры взаимодействия с решеточными и локальными колебаниями.
В последнее время ведутся активные поиски кристаллов, содержащих ионы переходных металлов, в частности ионов группы железа в обычных и аномальных валентных состояниях, для использования в качестве лазерных активных элементов. Перспективными в этом плане являются кристаллы с ионом Сг4+. Так как четырехвалентное состояние для хрома является аномальным, исследование воздействия рентгеновского излучения на кристал-
лы ССЩМ с примесью трехвалентного хрома для установления направления изменения валентности, конечного зарядового состояния примеси вызывает определенный интерес. Актуальность темы обусловлена также тем, что ионы трехвалентного хрома используются как рабочие ионы для получения эффекта генерации в области узких. Я-линий и в электронно-колебательной полосе, и как соактиваторы редкоземельных элементов в лазерных средах.
Актуальными остаются вопросы эволюции валентных состояний примесных ионов в твердом теле под влиянием ионизирующих излучений. Такого рола исследования могут дать ценную информацию о строении самих комплексов ионов, симметрии кристаллического поля лнгандов и спо-
I
сооах компенсации зарядов.
К моменту качала наших исследований кристаллы сложных сульфатов щелочных металлов совершенно не были изучены в плане радиационной физики и спектроскопии твердого тела. Воздействие радиации на материалы приводит к изменению их дефектной структуры и, как следствие, физических и химических свойств. Установление природы процессов создания и преобразования дефектной структуры материалов, природы стимулированных радиацией новых эффектов в конденсированных средах, связей ра-диационно-индуцировапной дефектности с изменением свойств материалов являются фундаментальной задачей радиационной физики твердого тела. С другой стороны, возможность управления типом, концентрацией и распределением дефектов создает благоприятные перспективы целенаправленного изменения свойств твердых тел в нужном направлении. Благодаря этому исследование радиационных дефектов имеет важное чначенис для решения чисто технических прикладных задач. Например, изучение механизмов создания и закономерностей поведения центров окраски, образующихся при радиационных воздействиях на кристаллы, необходимо для
ь-
разработки эффективных кристаллических счетчиков фотонов, радиационных дозиметров, лазерных сред и т. п.
К моменту начала наших исследований не был сделан выбор оптимальных активаторов, обеспечивающих повышенные технические характеристики этих кристаллов. Такими активаторами, как показали наши исследования, оказались ионы хрома и меди. Не были изучены оптические и ЗПР- характеристики примесных центров и собственных анионных группировок, их валентное состояние и изменение валентного состояния (ионов хрома и меди и серно-кислородных радикалов) в процессе радиационного воздействия, что важно в плане представлений о состоянии примесных, собственных и радиационных дефектов в кристаллических матрицах.
Цель работы: систематические исследования спектроскопических свойств примесных (Сг4+, Сг5*, Сг1+, Си2+) и радиационных дефеотов (особенно серно-кислородных радикалов) в монокристаллах сложных сульфатов щелочных металлов, включающие синтез беспримесных и активированных хромом и медью кристаллов, изучение изменения валентности примесных ионов Сг6*, Сг3*, Си2+ и анионных группировок типа БО< при радиационном воздействии и установление взаимосвязи процессов светозапасания', термовысвечивания с образованием и- распадом парамагнитных центров в кристаллах сложных сульфатов щелочных металлов в плане установления механизмов возникновения элементарных дефектов и радикалов, структуры и свойства сложных сульфатов щелочных металлов, эволюции изменения зарядового состояния примесных ионов в них, поиска и создания новых эффективных рабочих веществ для сцинтилляционной, термолюминесцентной и термоэкзоэмиссионной дозиметрии рентгеновского излучения, я также создания рабочих веществ для термоэлектронных эмиттеров. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
1. Вырастить монокристаллы УзБОд Н20, Ь1Ыа504, УКБСХ и К№504 беспримесные и с примесями Сг6+, Сг5"1", Сг3+и Си:+;
2. Исследовать влияние соактиватсров на спектры поглощения и ЭПР кристаллов сложных сульфатов щелочных металлов с целью поиска оптимальных композиций, обеспечивающих повышенные характеристики разрабатываемых на их основе оптических сред и детекторов многоцелевого назначения;
3. Исследовать изменения спектров поглощения, ЭПР чистых и примесных кристаллов, обусловленных рентгеновским облучением; изучить влияние отжига на спектры облученных кристаллов, исследовать перекос заряда между примесными нонами и серно-кислородными радикалами типа 50„", проанализировать эволюцию зарядового состояния дефектов, исследовать влияние примесей на образование серно-кислородных радикалов при облучении и их разрушении при последующем отжиге;
4. Исследовать спектры рентгеновских эмиссионных линий (Ка-сдвиг) для уточнена, аттестации зарядового состояния примесных ионов хрома в облученных кристаллах;
5. Исследовать термостимулированяую экзоэлектронную эмиссию (ТСЭЭ) облученных кристаллов;
6. Исследовать рентгено- и импульсную катодолюминесценции чистых и примесных кристаллов.
7. Провести поиск сцинтилляций в исследуемых системах.
Научная тяпана
1. Впервые методом оптической абсорбционной и ЭПР-спектроскопии проведены систематические исследования кристаллов сложных сульфатов щелочных металлов (ЬгЗОгНгО, [¿N<£04, иКЭО.»), активированных трехвалентным хромом и подвергнутых действию рентгеновской радиации.
Определены спектроскопические параметры н модели парамагнитных центров (ГГЦ), изучена их температурная устойчивость и найдена энергия активации термического разрушения этих центров.
2. В результате систематического исследования спектров оптического поглощения и ЭПР установлена природа и локальная симметрия новых примесных центров в кристаллах УЬ'аБОд - Сг042", иК804 - Сг042"; УКБОа
- Си:+, КЫа504 - Си2+.
3. Впервые однозначно определено, что в сложных сульфатах щелочных металлов, подвергнутых действию рентгеновской радиации, примесные ионы хрома из трехвалентного переходят в аномальное пятивалентное состояние путем захвата дырок по схеме:
Сг,+ + Ь Сг4+ + Ь Сг5+ (1)
4. Обнаружено изменение интенсивности полос в электронных спектрах ионов СгО/" и Си2+ в исследованных кристаллах под действием рентгеновского облучения,- что "СЕЯзано с изменением валентности . активатора.
5. Впервые в кристаллах Ь1(Ыа,К.)504 и КК'а50 4 оптическим методом и методом ЭПР- идентифицированы серно-кислородные радикалы БО«', БО/, БОг" и О/ установлены их оснозные спектроскопические характеристики, а также термическая устойчивость этих ион-радикалов.
6. Впервые изучено влияние примесных ионов Сг6+, Сг5+ и Си2+ на образование и кинетику ,накопления серно-кислородных радикалов в
-г
кристаллах и2504 • Н20, 1л(Ыа,К)804 и КЫа504.
7. В результате изучения термостимулированной люминесцентной и термоэкзоэдектронной эмиссии установлена склонность кристалла УКа504
- Сгн к запасанию светосумм и экзосумм. Установлена повышенная экзо-эмиссионная активность кристаллов Ь1ЫаБ04 -
8. Установлено, что эффективными активирующими элементами для
е
кристаллов ЫКЗОл и Ю^а504 являются ионы меди Си\ Обнаружена интенсивная люминесценция кристаллов ЪЖ504-Си (полосы при 290 и 420440 нм) и КЫа504-Си (полоса при 475 нм) при возбуждении их рентгеновскими излучениями или кмпульсн&м электронным пучком с
высокой плотностью энергии. Объяснена природа двухполосного свечения,
(
связанного с конами Си+ в реше-псе 1лК304. Практическая ценность работы
1. Результаты 'диссертации могут быть использованы при поиске материалов, обладающих повышенной экзоэмисснонной активностью и сгаь-ным сзетозапасанием при воздействии ионизирующих излучений, при поиске неорганических сцинтклляторов, а такзгге для более глубокого понимания механизмов создания и разрушения радиационных дефектов в активированных ионных кристаллах.
2. На основании результатов исследования фундаментальных эмиссионных, радиационно-оптических и спектроскопических свойстз кристаллов сложных сульфатов щелочных металлов, активированных хромом, предложено рабочее вещество для термолюминесцентной и термоэкзозлгк-тронной дозиметрии ренттенозского излучения на базе ЬО^аБО* -Сг (а. с. №1264719). Предложено рабочее вещество для термоэкзоэлеетронного эмиттера.
3. Предложено использовать кристаллы Ь^КБО^-Си2* для визуализации импульсных электронных пучков, а также в качестве избирательных сцин-тмллятороз для регистрации о-частиц и тепловых нейтронов на фоне гамма-излучения (а.с_№99108175).
4. Полученные результаты применяются в преподавании специального курса для студентов по специальности "Физика" в ИГУ нм. К.Тыныстанова в течение последних 10 лет. Часть полученных результатов
по сцшгтилляционньш свойствам двойных сульфатов вошла в совместную методическую разработку "Новые приемники излучения", изданную в УГТУ, Екатеринбург, Россия. На защиту выносятся:
1. Эффект радиационно-химического окисления примесных ионов Сг3+ до пятивалентного состояния, протекающий гго схеме
СгОб9' СЮ,,\ Сг06х" + !)-> Сг067", (2)
и стабилизация квазиустойчивого валентного состояния ионов Сг5+ в кристаллической решетке сложных сульфатов щелочных металлов.
2. Результаты экспериментального исследования спектров оптического поглощения к ЭПР активированных оксианиоками СгОц2' кристаллов УНаБО^ и иКБО^ результаты по изменению электронных спектров рентгеновского облучения, обусловленного эволюцией зарядового состояния примесных ионов СЮ/' по схеме
СЮ/+ е -> СЮД (3)
3. Данные о природе и локальной симметрии примесных ионов Си2+ и ОТ в кристаллах 1лК504 и КК'а504, результаты по исследованию радиационных дефектов, образовавшихся в облученных кристаллах УКБС^ при наличии примеси Си3', полученные методами оптической и ЭГ1Р-спектроскопии.
4. Результаты по исследованию . спектроскопических свойств радиационных , серно-кислородных парамагнитных центров, образовавшихся в сложных сульфатах щелочных металлов при
рентгеновском облучении.
\
5. Модели образования и кинетики накопления радиационных
дефектов в кристаллах Ь^О* • Н20, и(Ыа,К)50< и КЫаБОд в зависимости
\
от типагримесей.
6. Предложенное рабочее вещество на базе LiNaS04 - Сг3+ для термолжм:-1несце;шюй и термоэкзозлехтронной дозиметрии рентгеновского излучения на фене у-излутения. Предложенное эффективное рабочее вещество для термоэлектронного эмиттера на базе LiNaSCV Сг'+ (а.с.№1264719).
7. Предложенный неорганический сщпшшгятор на основе состава LiKSOj - Си, пригодный для регистрации оназлучепия и тепловых нейтронов, а такие пригодный для визуализации импульсных элехстронных пупсов с высокой плотаостыо энергии (а.с.№99103175).
Личный склад а-:а:ара. Диссертационная работа является результатом многолетнего труда агтора в Институте физика HAH Кыргызской республик;: и Иссык-Кульсксм ушгоерегггета им. К.Тыкьтстаксва. Использованные в диссертации результаты, опубликованные в соавторстве с Алыбахо-бы;,г А. А., Шульгиным ь. В., Гречушннксгым Б. Н., Кудабаезым К., Буйко В. М., Гу5ансг>ой В. А. н аспиранткой Иссык-Кульсхого университета Ор-добаевей Ч. Т., получены с личным участием автора. Диссертантом организована научная лаборатория в Иссык-Кульоком университете; выполня-етсл госбюджетная тема по гранту Кыргызской республики в течение 19951999 гг. Научные положения, выдвигаемые на защиту, разработаны при непосредственном участии автора во всех экспериментах и последующей обработке полгученных данных.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы опубликованы в 34 статьях, а также докладывались на IV Всесоюзном совещании по радиационной физике и химии ионных кристаллов (г. Рига, 1978г.), Конференции профессорско-преподавательского состава Фрунзенского политехнического института (г. Фрунзе, 1978г.), V Всесоюзном симпозиуме "Люминесцентные приемники и преобразователи рентгеновского излучения" (г. Иркутск, 1982 г.), Межреспубликанской конференции моло-
дых ученых, посвященной 60-леггаю Киргизской ССР (г. Фрунзе, 1984г.), 1-н республиканской конференции "Ионные л электронные процессы в конных кристаллах" (г.Ош, 1986г.), П Всесоюзном совещании по физико-химическому анализу (г. Фрунзе, 1587г.), К Межреспубликанской научной конференции молодых ученых (г. Фрунзе,1988г.), ХП Еугореап сгу^Ы-1оаайс гсг^щд (Монсоу-/,1989), П Республиканской конференшш по физике диэлектриков и полупроводников (г. От, 1989г.), 1-й Республиканской конференции молодых учителей к преподавателей физики (г. Фрунзе, 1990 г.), 1-й Республиканской научно-теоретической конференции, посвященной 40-летию ИГУ им. К. Тьшыстанова (г. Карахол, 1993 г.), Международной конференции по проблемам развития естественных наук (г. Каракол, 1996г.), 1-м Всероссийском симпозиуме по твердотельным детекторам ионизирующих излучений ТТД-97 (г: Екатеринбург, 1997), Конференции по радиационной' физике посвященной памяти А.А.Аяыбакова КРФ-99 (г.Бишкек-Кгракол, 1999), 10-ом международном конференций по радиа-щ;онной физике и химки неорганических материалов (г..Томск, 1999).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 46 работы, в том числе монография, 34 статьи, тезисов докладов и 2 авторских свидетельства на изобретения. ■
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и списка литературы. Работа содержит 251 страниц машинописного текста, 70 рисунков 37 таблиц и 253 библиографических ссылок.
СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
Введение посвящено обоснованию актуальности, практической значимости и новизны темы, вопросу о степени ее изученности, выбору объектов исследования, постановке цели, задачи исследования, формулировке основных положений, сведения об апробации диссертации.
В первой главе дан краткий обзор литературы об особенностях замещений примесными ионами группы переходных металлов (Сг''+, Сг14 и Си2+) монокристаллов оксидных и сульфатных соединений. Приведены литературные данные по спектрам ЭГЕР и оптического поглощения ионов Ст6*, Сг3+ и Си2+ в монокристаллах и изменению валентности примесных ионов Сг,+ з рубине, С г''4 в сульфатах и бихроматах при радиационном воздействии. Описываются серно-кислородные радикалы в сульфатах, образопавшиеся при их облучении различными видами излучения. Изложены данные о применении сульфатных монокристаллов в дозиметрии ионизирующего излучения.
Во второй гласе изложены результаты исследования спектров ЭГ1Р и оптического поглощения примесных ионов Сг6*, Сг,+ и Си2* в кристаллах и2504 • Н20, 1л(№,К)504 и К№504. Оплетим, что в данных кристаллах электронные спектры этих примесей исследовались нами впервые (кроме спектра оптического поглощения Сгм и Сц2+ в ЫКЯО* и спектра ЭПР порошка 1лКБС>4 - Си2*).
Спектры оптического поглощения.
Ионы С г" в ■ Н/) и и(На,К)Ю4
Беспримесные кристаллы У^О* • Н20, и(Ыа,К)504 прозрачны во всей видимой области спектра. В спектре таких кристаллов с примесью трехвалентного хрома при комнатной температуре наблюдаются две широкие интенсивные полосы в видимой области спектра и одна широкая, менее интенсивная полоса в ультрафиолетовой области. При понижении
температуры исследования до азотной наблюдается общее смещение этих полос в коротковолновую сторону. Кроме того, при . понижении температуры в спектре кристаллов 1л(Ыа,К)50,4 обнаружены две слабые полосы с максимумами при 15150; 14534 см"1 для УКаБСЬ и 15243; 14619 см"1 для УКБОд (рис.1). Поскольку три широкие интенсивные полосы поглощения в ультрафиолетовой и видимой областях, а также характерная зеленая окраска наблюдаются у кристаллов, содержащих ионы Сг ^ в октаэдрическом окружении, наблюдаемые полосы интерпретируются как обусловленные переходами, происходящими между основными /4Д2£(РУ и возбужденными уровнями иона Сг1+ в кристаллическом поле окгаэдрической симметрии.
К, сяг1
5+
Тг.(Р)
«3 X, им
200
400
600
800
Ас. I. Спектры оптического поглощения кристаллов и£04 Нг0 (I), ЦК.ЧО< (2) и Ш№Ю4 (3) с примесью трёхвалентного хрома. Т-77 К
Положение наблюдаемых полос поглощения ионов Сг3* в сопоставлении с рехчьтатами расчета, а также их отнесение приведены в табл. I.
Таблица 1
Положение полос поглощения ионов Сг3* в кристаллах СЩМ при 77 К •
Полозкепие полос поглощения
Переход с уровня
Кристалл экспериментальное расчетное JA:g (F) на уро-
вень
А, ИИ V, см'1 V, см1
268 37300 36180 *Г.8(Р)
U,S04- НзО 420 23SOO 23182 'TigiF)
588 17000 16300 %g(F)
275 36363 37184 4T,g (Р)
420 23809 23791 "T.g (F)
- - 21410 (G)
LiKSOj 548 * 16722 16710 4T;g (F)
656 15243 15281 2T,B(G)
634 14619 14540 2Eg(G)
270 , 37037 36747 Tig(P)
430 23255 23300 T,g(F)
- - 21443 2Tjg(G)
LiNaSOi • 595 . 16809 ■ 16800 TiBtF)
660 15150 15150 *rig(G)
688 . 14534 14530 2Eg(G)
Ионы Сг6+в 1лКБ04 и 1Л№804
В спектре оптического поглощения кристалла иКБО* с примесью шестивалентного хрома при комнатной температуре наблюдаются полосы с максимумами при 248,262 и 366 им (рис.2). Эти полосы поглощения характерны для тетраэдрических ионов СЮ*' и обусловлены переходами между уровнями 'А^'Тг. Полосы поглощения при 366 и 248 нм
Рис.2 Спектры оптического поглонгешн« кристаллов
1- беспримесный кристалл; 2-3 кристалл« примесь»О-** (0.46 мае. %)при 300 и 90 К соответственно
обусловлены переходами электрона с несвязываюшей орбитали 11 на антисвязывагощне орбитали 2е и соответственно, а полоса при 262 нм -переходом элеюрона с орбитали на 2е. (рис.3). ,
В спектре поглощения, измеренном при температуре жидкого азота, обнаруживается тонкая структура полосы прй 366 нм, состоящая пз двух серий - 7 компонент со средним разделение?.! 750 см'1 и 4 компонента со средним разделением 780 см (табл. 2).
Таблица 2
Положение полос поглощения СгО в гсрнстгллк! и их интерпретация
300 к 77 К Переход
нм см'1 км см*1
( 248 40323 ' 248 ■ . 40323
! 262 | 38168 260 35462 ' 'А,->'Т;(Зг,->2е)
329 . 30395
337 29674
346 28902
350 28571
355 '28169
360 27778
366 27325 . 365 . 27397
370. 27027
375 26667
381 26247
386 25907
Среднее разделение 750 780
Спектр поглощения ШаБО« - Ст6* аналогичен таковому для ЦКБО« -Сг6*. При комнатной температуре в спектре наблюдаются полосы с максимумами при 242,258 и 360 нм, обусловленные теми же переходами, как и в случае иКБО*. При азотной температуре у полосы с максимумом при 360.
нм наблюдается тонкая структура, состоящая из 6 компонентов со средним разделением 740 см"1.
Поскольку полосы поглощения связаны с переходами на антисвязывающие орбитали, учитывается расширение молекулярного иона в возбужденном состоянии, приводящее к смещению параболы Кондона возбужденного состояния по отношению к конфигурации основного состояния, в результате чего становятся разрешенными переходы на все колебательные подуровни возбужденного состояния. В свободном состоянии ион СЮ42" имеет четыре нормальные моды колебаний. В области 800-900 см'1 лежат частоты двух нормальных колебаний зтого иона -полносимметрического колебания V, (847 см"') и трижды вырожденного (884 см"1), причем частота их в возбужденном состоянии уменьшается примерно на 10 % .
Поэтому можно полагать, что 7 компонент тонкой структуры со средним разделением 750 см"1 и 6 компонентов со средним разделением 740 см"', наблюдаемые в спектре и(К.,Ыа)5С>4 - Сг''\ обусловлены взаимодействием с полносимметричным колебанием У|, а 4 компонента со средним разделением 780 см"1, наблюдаемые только в- УК-БОд - Сг6*, обусловлены взаимодействием с одной из составляющих моды - VI Спектры поглощения ионов Си3* а ИКБОн и ККа.ЧО, С примесными ионами меди в кристаллах УКБС^ связана не элементарная полоса поглощения, состоящая из четырех подполос с максимумами при 740, 825, 970 и 1140 нм. Аналогичный спектр КЫаБОд состоит из двух подполос с максимумами при 824 и 848 нм.
Свободному иону Си2* (ЗсТ) принадлежит только один терм 20. В октаэдрическом поле пятикратное вырожденное основное состояние 20 расщепляется на нижний дуплет ^ и верхний триплет 2Т2Б. В кубическом кристаллическом поле с ионами Си2* связана только одна полоса.
соответствующая переходу 2Е§ —> 2Т^. При понижении локальной симметрии вместо одной широкой полосы наблюдаются две полосы, соответстзуются тетрагональной симметрии, три полосы - ромбической симметрии, четыре полосы, - ромбической симметрии с учетом спин-орбитального взаимодействия. В обоих случаях локальная симметрия центров Си2+ окззалась ромбической.
Спектры ЭПР ионов а 1Л£04' Н20 и ЩНа,ЩК04
Спектры ЭПР ионов О3* в Ы^04' Н£) и Ы(Ыа,К)Б04.
Спектры ЭПР ионоз Сг3"1" в 1л28С>4' Н20 исследованы при комнатной и азотной температурах на радиоспектрометрах X - диапазона, а в кристаллах 1лМаЗС>4 и 1лК304— при комнатной температуре ча радис еле ктр о метр ах <3 - полосы. Анализ угловых зависимостей показал, что з решетке ГлгБСч • Н20 коны Сг3"1, локализованы в двух, а в ГлНаБОл и ЬЖБОг-. в и:ест:: магнитно- неэквивалентных положениях. Наблюдение в моноклинной структуре 1л25С>4-Н20 двух магнитно- неэквивалентных комплексов иокоз Сг3*, а в 'тригональной и гексагональной решетках Ь'МаЗОд и 1лК304 - шести магнитно- неэквивалентных комплексов Сг3+ свидетельствует о том, что во всех кристаллах локальная симметрия примесного иона триклинная - Сь Для описания спектра использован спик-гамильтониан ромбической симметрии с Б = 3/2, без учета эффектов низкой симметрии.
Н= р (&ВХ8Х ч- НуВуБу + &ВгБг) + Б[ Б2, - I Б(5 +1)] +Е(Б2Х - Бгу) +А18. (4)
При сопоставлении данных по спектрам оптического поглощения и ЭПР со структурными данным кристаллов было сделано заключение, что, вероятнее всего, ионы Сг3"1" замещают катионы Ы+ в кристалле 1л2Б04 • Н20 и катионы К*, Ыа+ в кристаллах ЬЖБ04 и Ш^аБО» соответственно.
В таблице 3 приведены параметры спин-гамильтониана ионов хрома в сложных сульфатах щелочных металлов.
Таблица 3
Параметры спин-гамильтониана ионов хром в ССЩМ.
Параметры спин-гамильтониана Кристалл
Ь1КБ04 ШаБО« и2з04-Н20
& 1.982 1.972 1.985
8у 1.980 1.968 1.984
Ь 1.988 1.977 1.988
! п см'1 0.251 0.213 0.130
1Е |, см"1 0.032 0.073 0.016
| А|, см'1 - - 17.8 • 10"*
В таблице 3 приведены параметры спин-гамильтониана ионов хрома в сложных сульфатах щелочных металлов^ Спектры ЗПР иоиоб Си2+в ОКБОи
Спектры ЭПР ионов Си2+ исследованы в порошках и монокристаллах
ЬлКБО.! при комнатной температуре и температуре жидкого азота (рис.4,5)'
В спектре ЭПР для порошка ЫКБОд - Си2+ наблюдались поворотные точки,
которые являются доказательством ромбической или более, низкой
локальной симметрии примесного иона Си2+. В спектре отчетливо
проявляются эффекты, обусловленные сверхтонким взаимодействием с
ядром изотопа' меди 63Си с ядерным спином I = 3/2. При комнатной
температуре при. произвольной ориентации кристалла в спектре ЭПР
наблюдались 24 линии. При понижении температуры измерения до
азотной количество линий' осталось неизменным, хотя параметры спин-
гамильтониана (СГ) несколько изменились. Анализ экспериментально
2+
полученных параметров спин-гамильтониана показал, что ионы Си в ЬЖБОч замещают катионы К* в октаэдрических позициях. Были определены характеризующие Си2+ в решетке ЫКБО*, параметры связи а2, константы квадрупольного взаимодействия Р, параметр контактного взаимодействия Ферми К (табл 4).
230 245 260 275 290 305 320
Рис. 4. Спектры ЭПР ионов Си1* в порошке LiKSO« при ЗООК (l)ii 77К(2)
Рис. 5. Спектр ЭПРмонокрысталчов LiKSO^Ca'j В I |а T~JMK(I), Тт77 К (2)
Таблица 4.
Значение параметров связи а2(|32), константы квадрупольного взаимодействия Р и параметра контактного взаимодействия Ферми К для Си2+ в ЬЖБ04
Параметры Порошок Кристалл \
Т= 120 К Т = 77 К Т = 300К Т = 77 К \
А|,2 В,.2 А|,2 Ви'
Р, см'1 -0,0245 -0,0268 -0,0097 -0,0116 -0,0304 -0,0388
К, см"' -0,0659 -0,0945 -0,3930 -0,3149 -0,0645 -0,0345
с2 0,6517 0,6342 0,8963 0,8071 0,6357 0,5891
Р2 0,3483 0,3658 0,1237 0,1929 0,3642 0,4109
Примечание: Р„ор=0,036 см"'.
Установлено, что основным состоянием меди в кристаллах ЫКБС^ является волновая функция которых имеет следующий вид:
у * = (0,7973)-^.(|2 >+|-2>) + 0.6035 | 0>, (5)
V ? = (0,7675) (|2 >+|-2>) + 0.641010>,
В третьей главе . излагаются результаты исследования серно-кислородных радикалов в облученных кристаллах ЬЬБО.» • Н^О, 1л(Ка,К)504 и Ю^аБО*. По результатам исследования исследованию спектров ЭПР облученных кристаллов ^БО« • Н20 уже имелись публикации.
Подобные исследования для облученных кристаллов и(Ыа,К)504 и ККаБОч проведены впервые.
Спектры ЭПР облученного моногидрата сульфата лития Сравнение спектров ЭПР облученных беспримесных кристаллов и кристаллов с примесью С г** показывает, что линии, условно обозначенные
\
А,.2,В и С, наблюдаются у обоих кристаллов. Линия С характеризуется изотропным д -фактором (§-2,0036).Линии Аьг и В соответствуют центрам со сштом 3=1/2. Спектры описываются спин- гамильтонианом вида
Н = Р(8хНх5х+еуНуЗу+&НА) (6)
Параметры спин-гамильтониана для линий А и одинаковы и равны gl =2.0019, = 2.0126, = 2.0324. Линия В менее а1ШЗОтропна, чем линии А"!.2. Она имеет следующие значения д-факторов д] = 2.0050, g2 = 2.0079 и йз=2.0016.
Следует отметить, что в спектре ЭПР примесного кристалла кроме линий А и, В и С наблюдаются еще две дублетные линии БиЕи одна квартетная линия Р, расположенные со стороны сильных магнитных полей относительно линии С.
Спектры ЭПР облученных кристаллов ЫКЕО 4 При комнатной температуре в спектре ЭПР облученных кристаллов Ь!КБ04 наблюдаются 3 типа линий. Линии С и Бявляются изотропными. Со стороны слабых магнитных полей относительно линии С расположены анизотропные линии Ам. При азотной температуре анизотропия группы линий Аьз заметно увеличивается и наблюдается расщепление каждой линии А на две составляющие. По утловым зависимостям спектра ЭПР установлено, что центры, ответственные за линии А, € и Б, имеют спин 5=1/2. При азотной температуре все линии А^з характеризуются одинаковыми значениями §-факгора (§1 = 2.0016, & =2.0076 и = 2.0381). Величина изотропного д-факгора для линий Сир равняется 2.0036 и.0023 соответственно. ,
Спектры ЭПР облученных монокристаллов ЫГСаБС^. Спектр ЭПР облученного кристалла ЫМаБС^ , снятый в плоскости са, показан на рис.6.
lili lililí I
As Ai Aj A* Ei Bz EA'Di Di С
Рис. 6. Спектр ЗПР облучённого кристалла /л'Л'оЛ'О,, зарегистрированный при температуре жидкого азота в плоскости со, когда ось с составляет с направлением внешнего магнитного цоля угол 30*
Линии, обозначенные условно В¡.2 и С, наблюдались при комнатной температуре. При понижении температуры вследствие сужения линий А5, А/, и 0|, Ог, кроме этих линий, в спектре появляется со стороны слабых магнитных полей, относительно линии С изотропная линия Е, интенсивность которой равна интенсивности линии С.
Исследование угловых зависимостей показало, что центры, ответственные за эти линии, имеют спин 5=1/2. В табл.5, приведены главные значения §-тензора центров, ответственных за наблюдаемые линии.
В отличие от облученных кристаллов 1^04 • Н2О и иКБС^ кристаллы 1лЫаБ04 в процессе облучения окрашивались в фиолетовый цвет.
Таблица 5
Главные значения § — тензора для центров в облученных __кристаллах ЦКаБО«_ •_
Линия & & &
А1.6 2,0101 2,0187 2,0439
Вы - 2,0099 2,0138 2,0311
о,:г 2,0057 2,0108 2,0311
С 2,0045
Е 2,0204
В спектре оптического поглощения появлялись полосы поглощения с максимумами при 230,320,450 и 660 нм.
ЭПР спектры облученных монокристаллов КЗЧаБО 4 При произвольной ориентации кристалла относительно внешнего магнитного поля спектр ЭПР облученного монокристалла состоит из пяти линий. Линии, условно обозначенные как Аю, имеют сложную угловую зависимость и характеризуются очень близкими по значениям £-факторами д1=2,0062, ^=2,0108, {»3=2,03101. Центр ответственной за линию С изотропен (<5=2,0036), а линия Р характеризуются почти аксиальными g-факторами 1,9976, 1,9990 и 2,0009.
Термаческяе характеристики центров А, В и С При нагревании кристаллов интенсивность линий ЭПР А, В и С уменьшается, прячем линия А полностью исчезает при 100-120°С. Линия В исчезает при 180°С, а самая термически устойчивая линия С - при 280°С. Уменьшение интенсивности линий А, В и С при нагревании свидетельствует о том, что соответствующие центры разрушаются. Нами определены энергии активации термического разрушения этих центров из данных по кинетике их разрушения при двух различных температурах с использованием формулы
Е = к[(ТгТ2)/(Т,-Т2)] 18Р,/Р2, (7)
где Р- константа скорости разрушения центров. Полученные результаты приведены в табл.6.
Таблица 6
Энергия активации термического разрушения центров А, В и С, созданных облучением в кристаллах сульфатов щелочных металлов
Кристалл Энергия активации для центр, эВ
А В С
и гБО 4 • Н 2 О* 0,72 - -
1ЛК50 4 0,64 - 1,07
иЫаБО 4 0,69 0,86 1,15
* монокристалл 1Л;$С>4 • Н гО при температурах выше 120°С начинает разлагаться, поэтому для цептроа В и С измерения провести не удалось.
Анализ экспериментальных результатов и сравнение с литературными данными позволяют сделать вывод о том, что во всех кристаллах линии А обусловлены радикалом БО;, линии В - радикалом БО'г, а линии С -. радикалом БО'з. Линия Б приписана центру О 3.
Линия Р обусловлены электронными центрами, связанными с неконтролируемыми примесями в кристаллах. Полосы поглощения , обнаруживаемые в спектре облученного кристалла ГлЫаБС^, обусловлены серно-кислородными радикалами. В частности, пик при 230 нм обусловлен
радикалом БО;, а полосы при 320 и 450 нм - центрами БО^ и О3 соответственно.
Для более глубокого понимания природы термической устойчивости дефектов в кристаллах сложных сульфатов щелочных металлов наряду с ЭПР были проведены исследования спектров термостимулированной люминесценции {ТСЛ ) и термостимулированной экзоэлектронной эмиссии (ТСЭЭ) как необлученных, так и облученных кристаллов СС1ЦМ.
В спектре ТСЛ иеоблученных кристаллов и№504 - Сг* наблюдаются
ь
термопики при 270, 310-320, 365-380 и 420-430 К. У облученных образцов имеется дополнительный максимум ТСЛ при ~460 К. Интенсивность пиков ТСЛ облученных кристаллов на 1-2 порядка выше интенсивности аналогичных пиков иеоблученных образцов. ТермоНики с максимумами при 380 и 420 К приписаны разрушению ион- радикалов БО^ и БО^ Для выяснения природы других термопиков требуются дальнейшие исследования с применением других методов.
Установлено, что, обладая малым значением эффективного атомного заряда (2, = 11,6), кристаллы Ь)№Б04 пригодны для использования в качестве рабочего вещества для термолюминесцентного дозиметра рентгеновского излучения в присутствии у -фона.
Процессы ТСЛ сопровождаются эмиссией термоэкзоэлектронов в широком интервале температур (от 80 до 500 К). Обнаружено существование как у иеоблученных , так и у облученных кристаллов двух типов кинетики термостимулированной экзоэлектронной эмиссии: псевдостационарной (в интервале температур 80-300 К) и в виде отдельных максимумов (два термопика при 370 и 425 К). Наблюдение эффектов ТСЭЭ у иеоблученных кристаллов иКаБО* объяснено наличием у них пироэлектрических свойств.
Результаты проведенного исследования ТСЭЭ имеют также практическую значимость, они выполнены на уровне изобретения. Предложено использование монокристаллов Ь|'ЫаБ04 в качестве эффективных рабочих веществ в эмиттерах.
Четвертая глава посвящена исследованию влияния радиационного облучения на кристаллы и2Б04-Н20, УКБО* и УЫаБО« с примесью трехвалентного хрома , У№Б04 .УКБО^ с примесью шестивалентного хрома и иКБ04 с примесью двухвалентной мели.
Измените валентности нонов Сг 34 при рентгеновском облучении
При рентгеновском облучении примесных, кристаллов происходит ослабление полос поглощения и линий ЭПР , обусловленных ионами Сг1+, что свидетельствует-об уменьшении количества ионов Сг^ в кристаллах. Одновременно с ослаблением полос поглощения ионов Сг1+ в спектре облученных кристаллов появляется новая полоса поглощения , максимум которой находится при 350 нм в 1л2504 • НгО и иЫаБО« и 355 нм в ЬлКБО.,.
Исследование термической устойчивости данной полосы показало, что
Л '
длительное нагревание кристаллов Ь^БО« - НгО при 90 С не влияет на интенсивность данной полосы. Нагревание кристаллов 1лКБ04 и иНаБО* до 300°С показало, что при 200°С интенсивность полосы с максимумом около 350 нм становится максимальной, а при дальнейшем нагревании она ослабляется и полностью разрушается при 280°С.
У отожженных при 200°С кристаллов полоса с максимумом около 350 нм при азотной температуре обнаруживает тонкую структуру, состоящую из шести компонент, с расщеплением 830 см'1 в 1ЖБ04 и 806 см"' в 1лЫа504.
В спектре ЭПР облученных примесных кристаллов наблюдаются новые линии, расположенные со стороны сильных магнитных полей относительно линии ДФПГ (|>=2.0036), отсутствующие в спектре облученных беспримесных кристаллов. Исследование термической стабильности данных линий в кристаллах УКБО* и и№50< показало, что при 200°С интенсивность этих линий заметно увеличивается.. Полное разрушение центров, обусловливающих высокопольные линии, имеет место при 280°С.
Исследование угловой зависимости показало, что центры, ответственные за высокопольные линии, имеют спин 5 = 1/2. Спектры описывались спин-гамильтонианом (6), параметры которого приведены в табл. 7.
Одинаковая термическая устойчивость новых линий в спектрах оптического, поглощения и ЭПР облученных примесных кристаллов свидетель -
Таблица 7
Параметры спехгроз ЭПР ионов Сг5* в облученных кристаллах ЫгЭО^О, ЬЖБОд и Ь{Ыа504
Кристалл Число структурно-неэквивалентных положений Число магнктио-неэкзпза-лентннпс сожкхегшй Среднее значение §-величин
&
1Л2504 Н20 1 2 1,9925 1,9901 1,9711 1,9737 1,9360 1,8404
ПК504 2 12 1.996 2.013 1.965 1.946 1.836 1.897
1.991 ■ 1.967 . 1.959
ШаБО« 3 9 1.983 1.976 1.961 1.954 1.953 1.948
ствует о том, что они обусловлены аднтага и теми же центрами, а отсутствие их у облученных беспримесных кристаллов и рост их интенсивности при ослаблении спектров, обусловленных ионами Сг3\ позволяет отнести их к центрам, образовавшимся при облучении в результате изменения валентности ионов Сг3*. Окончательный вывод о зарядовом состоянии хрома в облученных кристаллах сделан исследованием химического сдвига рентгеновских эмиссионных К а1-линий ионов хрома (рис.7).
Рис.7. Кд1 -лкк»н облученных кристаллов: 1- Ь|25041?20: СГ3* „ . !
2- иКа504: СУ*
3-икзо^о-*
4- 1ЛК504: СГ6*
Положения максимумов КЛ| -линий в эталонных и исследоваиных образцах приведеныв табл. 8. _
Первый максимум Ка-полосы в облученных кристаллах обусловлен ионами Сг3+. Поскольку взаимное расположение Ка-полос эталонных образцов свидетельствует о том, что низкоэнергетическое смещение соответствует увеличению положительного заряда хрома, можно заключить, что второй максимум связан с ионами Сг5+, так как Сг4+ с целочисленным спином не может быть ответственен за наблюдаемые спектры ЭПР.
Таблица 8
в
Положение максимумов Каглиний в эталонных и исследованных образцах
Образцы Валентное состояние хрома Положения полос, эВ
Рубин Сг" 5414,15 .■ ■ -
КгСг207 Сг6- - 5413,44
иК50,-Сг" Сг" - 5413,67
иК50.,-Сг" Сг",Сг' 5414,21 ' 5413,79
ЫЫз50,-Сг3' Сгъ,Сг5' 5414,21 5413,79
и'гБО« • Н20 Сг",Сг5' 5414,21 5413,79
Электронные спектры облученных кристаллов Ь!(ГЧ'а,К)50.гСг0;
В результате рентгеновского облучения кристаллов У (N3, К) 504-СЮ«~ все полосы поглощения, обусловленные оксианионами СгО«~ ослабляются, что свидетельствует об уменьшении количества ионов Сг1". Поскольку шестивалентное состояние хрома непарамагннтно, необлучен-ные примесные кристаллы и(Мп,К)Я04- не даюг ЭПР поглощения.
После облучения в спекпре ЭПР обоих кристаллов, снятых при температуре жидкого азота, наблюдаются,дополнительные линии, расположенные со стороны высоких магнитных полей относительно эталона (ДФПГ)- Эти линии в спектре ЭПР чистых, облученных кристаллов отсутствовали. При произвольной ориентации кристалла в спектре ЭПР иЫаБС^-СгО'" наблюдалось шесть, а в спектре УКБС^-СгО« 12 линий. Все эта линии отнесены к ионам Сг \ образовавшимся при облучении по следующей схем:
СгОГ + с" СЮ»'
(8)
Определено, что локальная симметрия ионов Сг5* в этих кристаллах триклинная (Ci), основное состояние dz2. Дополнительное удвоение числа линий в LiKS04 объясняется двойкккованием структуры L1KSO4. Спектры ЗПР облученных кристаллов LiKS04-Cu2+ При облучении кристаллов L1KSO4 рентгеновским излучением происходит ослабление линий ЭПР и оптического поглощения, связанных с ионом Си2+, что свидетельствует об уменьшении количества ионов Си2+ в кристалле, т.е. изменении валентности Са2+. Одновременно с ослаблением линий ЭПР, обусловленного ионами Си1*, у облученного примесного кристалла появляются ряд новых линий, которые, исходя из анализа их угловых зависимостей, нами разделены на две группы. Эти группы линий отнесены к комплексам Vu-SO~h VK-SOj.
РеЕптенодюмниесценция кристаллов LÍKSO4 и KN3SO4, • аэтквнросзниых медыо В спектре рентгенолюминесценции (РЛ)' кристаллов LiKS04-Cu, снятой при комнатной температуре, достоверно наблюдались две интенсивные полосы РЛ с максимумами_при 290, 420-440 нм. На уровне, превышающем уровень шумов, наблюдалась также слабая полоса при 600'нм. В отличие от LÍKSO4 в спектре нмпульсно-катсдной люминесценции (ИКЛ) KNaS04-Cu обнаружена только одна прлоса с максимумом при 475 нм. Следует отметить, что эти полосы имеются только у кристаллов, активированных медью. Данные полосы идентифицированы как связанные с ионами меди, замещающими катионы LT и К* в LiKSO* и Na* в KNaS04.
В пятой главе описаны условия выращивания исследованных кристаллов, методика проведения эксперимента и обработки экспериментальных данных. Монокристаллы сульфатов щелочных
металлов были выращены при постоянной температуре медленным
\ .
испарением насыщенных водных растворов солей сульфатов. Примеси
Ст6*, Cr* и Cu2+ в исходный раствор' Li2S04-H20, L¡(Na,K)S04 н KNaSO, вводились в виде K2Cr207, Na2Cr207, Cr2(SOi)r6HiO и CuS04-5H20. Количество примесей в исходном растзоре изменилось от 0,2 г/л в LiNaS04 - Сг'+ до 15 г/л в LiNaS04 - Сг6+. Если беспримесные кристаллы были бесцветны, то примесные кристаллы с Сгп окрашивались в зеленый, с Сг'+ в желтый и с Си2+ в бледно-голубой цвета.
Для создания в кристаллической решетке радиационных дефектов образцы подвергались облучению рентгеновским излучением при комнатной температуре. Рентгеновское облучение производилось на установке УРС-70 в вольфрамовом излучении при напряжении 55 кВ и силе тока 10 мА. Спектры ЭПР регистрировались на стандартных радиоспектрометрах Х-диапазона РЭ-1301, РЭ-1306, РЭ-1307 и радиоспектрометрах Q-диапазона РЭ-1308 и "Varían Е-112" в интервале температур от комнатной до температуры жидкого азота. Параметры спин-гамильтониана, описывающие парамагнитные центры (ГОД) в кристаллах, определены из угловых зависимостей спектров ЭПР, полученных при вращении кристаллов во внешнем магнитном поле вокруг ортогональных осей, связанных с кристаллографическими осями.
Спеетры поглощения кристаллов в ультрафиолетовой и видимой областях измерялись на спектрофотометрах SP 8-100 (Руе Unicam, Англия) и Specord UV-VIS (ГДР). Спектроскопические параметры примесных ионов определялись сравнением расчетных данных с данными исследования оптического поглощения.
Термолюминесценция и термостимулированная экзоэлектронная эмиссия кристаллов изучались а двух температурных областях: 80-300 К и 300-570 К. Образец нагревался по программе, обеспечивающей постоянную скорость повышения температуры 0,3 К/с. В качестве детектора электронов использовался вторично-электронный умножитель ВЭУ-6. Регист-
рация ТСЛ проводилась одновременно с регистрацией ТСЭЭ с использованием ФЭУ-102. Измерения ТСЭЭ проведены в лаборатории B.C. Кортова.
Спектры стационарной рееттенолюминесценции (РЛ) исследовались в области 210-700 нм. Спектры РЛ измерялись с помощью автоматизированной установки в Уральском государственном техническом университете. Возбуждение РЛ осуществлялось с помощью рентгеновского аппарата УРС-1,0 (Си-анод, 40 кВ, 10 мА). Образцы укреплялись в специальном криостате. Измерение спектральных характеристик проведено с помощью монохроматора МДР - 2 и фотоэлектронного умножителя ФЭУ-106.
Основные результаты диссертационной работы
1. Выращены монокристаллы LiiSOj-l^O, Li(Na,K)S04 и KNaS04 беспримесные и с примерами Cr6* (LtNaSOi и UKSO4), Сг3* (LiiSOa^O, Li(Na,K)S04) и Си2" (LiKS04. и KNaS04). ■' . '.
2. Впервые исследованы парамагнитные центры, возникающие в беспримесных кристаллах сложных сульфатов щелочных металлов в результате рентгеновского облучения. Установлено, что при рентгеновском облучении образуются серно-кислородные радикалы типа SO7, SO7, SOj и О7. Определены энергии активации термического разрушения этих парамагнитных центров. Й установлено, что во всех кристаллах наиболее устойчивым являются радикалы SO7, а наименее устойчивым -SO 7.
3. Впервые исследованы спектры оптического поглощения и ЭГТР ионов Сг3* в монокристаллах Li2S04 H20, L1KSO4 и LiNaS04. Определены основные спектроскопические константы hohos Сг1+ в этих кристаллах. Установлено, что ионы Сг,+ замещают катионы Li+ и локализуются в 2 магнитно-неэквивалентных положениях, а в LiKS04 и LiNaS04 замещают -К* и Na* соответственно и находятся в 6 магнитно-неэквивалентных положе-
ниях . Во всех случаях локальная симметрия ионов Сг3* триклинная -С). Изоморфная емкость в двух последних случаях не ме,чее чем на порядок выше, чем в первом.
4. Исследовано влиянке радиационного воздействия на состояние примесного иона- Установлено, что при рентгеновском облучении концентрация ионов Сг* в исследуемых образцах уменьшается на 70-85 %. Показано, что уменьшение ганцентрацин трехвалентного хрома обусловлено изменением его валентности. Показано, что изменение валентности хрома приводит к появлению в спектре оптического поглощения дополнительной полосы с максимумом около 350 нм. Установлено, что с данной полосой связаны новые линии ЭПР, появляющиеся в высокополевой части спектра относительно линии ДФПГ и соответствующие центрам со спином Б = 1/2.
Сопоставление результатов исследований ЭПР и оптического поглощения с данными, полученными при исследовании химического сдвига рентгеновских Ка-линий, позволило однозначно установить, что при рентгеновском облучении часть примесных ионов Сг+ в кристаллах сульфатов щелочных металлов изменяет валентность путем последовательного захвата дырок по схеме
Сг* + Ь СЛ Ст*+ + Ь -» Сг*
или (9)
стО'„- +ь->сю;-; сю;- +ь->сю;-
5. Определены спектроскопические константы ионов Сг** в облученных кристаллах УаБОц •. НгО, 1ЖБО* и 1л"ЫаБОч с примесью трехвалентного хрома.
6. Обнаружена и исследована термостимулированная люминесценция чистых и примесных кристаллов ЫЫаБО.«, облученных рентгеновским излучением. Установлены положение основных пиков ТСЛ (270, 312, 330, 380,420 и 460 К) и их связь с разрушением определенных БО; центров ок-
раски, обсуждена рать ионов Сг3+ в процессах ТСЛ. Обнаружена и исследована в соавторстве термоэкзоэлектронная эмиссия, стимулированная пироэлектрическими процессами, в кристалле иМа504-Сг1+.
7. Предложены новые рабочие вещества для термолюминесцентной и термоэкзозлектронной дозиметрии рентгеновского излучения на фоне у-излучения. Предложено новое рабочее вещество для термоэкзоэлектронно-го эмиттера на базе иЫа.ЧО^-Сг3*
8. Исследованы спектры оптического поглощения кристаллов 1^а504 и 1лКБ04, активированных оксианионами СЮ . Обнаружено, что молекулярные ионы СЮ 4" замещают анионную группу Б07 в обоих кристаллах.
9. Установлено, что при радиационном воздействии часть парамагнитных ионов Сг6* в исследуемых кристаллах [^(К'а.К^О,! меняет свою валентность до Сг5* по схеме
СгО]-+е-->СЮГ (Ю)
Парамагнитные ионы Сг* локализованы в Ь1(Ка,К)504 в шести орнентацн-онно неэквивалентных положениях с группой симметрии С| (триклинная сингония).
10. Изучены спектры оптического поглощения кристаллов I-.iK.SO4 и КЫаБО«, активированных ионами двухвалентной меди. Определены спектроскопические параметры, характеризующие ионы Си2', локализованные в кислородном октаэдре и замещающие К+ и Ка* в иКБОа и КЫаБОд соответственно.
11. Определены ЭПР- параметры ионов Си2* в ЫКЯО^. Ионы Си2" в 1лКБ04 расположены в шести ориентационно неэквивалентных положениях, их локальная еннгония триклинная, группа симметрии С|. Установлено, что ионы Си2* замешают катионы К* в кислородных октаэдрах, характер их связи с лигандамн смешанный (ионной с ковалентной).
12. Облучение рентгеновским излучением кристаллов [лКЗО^Си2* обусловливает возникновение новых ЭГТР- линий, отсутствующих в спектре облученного беспримесного и в спектре необлучепното примесного кристалла иКБО.». Данные линии идентифицированы как ион-радикалы ЯО 4, ассоциированные с вакансиями ЬГ, образовавшимися для зарядовой компенсации при замещении «снами Си2+ катионов К+.
13. Исследованы сг.е:.тры рентгеновской люминесценции (РЛ) кристаллов LiK.SO.j-Cu и У!С504-Сц. Достоверно обнаружены полосы РЛ с максимами при 290, 420-440, нм) для УКЗО^-Си и 475 им для КМа504 соответственно.
14. Предложен неорганический сцинтиллятор на основе LiK.SO.rCu2* для регистрации а - излучения и нейтронов. Предложенный сцинтиллятор обладает в сравнении с известными, широка применяемыми на практике сщштилляторами 1Л-Еп в 15 раз меньшей длительностью сцинтилляций и обеспечивает соответственно в 10-15 раз более высокую загрузочную способность электронного траста. Сцинтиллятор иКЖ^-Си в отличие от 1и'1-Еи негигросксяичен. Эффективный атомный номер сция-тиллятора на основе кристаллов 1лК50,гСи (2,,., = !4.5) близок к таковому для биологической костной ткани (2Ц,= 12), что обеспечивает выполнение метрологических требований для индивидуальной дозиметрии. Дополнительным. преимуществом сцинтиллятора УК304-Сиг+ является его избирательность к альфа- и нейтронному излучению на фоне гамма излучения. Показана также возможность использования кристаллов иК304- Си для визуализации импульсных электронных пучков с высокой плотностью энергии.
Публикации по теме диссертации
1. Алыбаков А.А., Буйко В.М., Шаршеев К. Радиационные дефекты в кристаллах сульфата лития с примесью хрома //Радиационная физи-
ка и химия конных кристаллов: Тез. дота. Есессюзн. совзщ. Рига; ЛГУ, 197S.C.. 241-242.
2. Aly'oskov A A., Bujko V.M., Sharsheev К. EPR and Optical Absorption Spektra of Cr3* loss in Lithium Sulphate Single Crystals //Kristall and Technik. 1979.V.14.,№8.p. 1005-1010.
3.Алкбаков AA., Буйко B.M, Шгршеев К.Ш. Спектры ЭПР облученных кристаллов сульфата лития, содержащих примесь хрома //Изз.АН Кирг ССР. 1980. № 3. С. 22-26.
4. Атыбаков А А, Буйко В М Шаршеев К. Спектры ЭПР облученных монокристаллов LiKS04 //Изв.АН Кирг ССР. 1981. С. 31-34.
5. Буйко В М., Шгршеев К. Парамагнитный резонанс моногидрата сульфата лития, атсгивироваяного хромом //Исследование физико-химических свойств тзердых тел и газообразных сред: Сб. научных трудов ФПИ. Фрунзе, 15S0. С. 1S-20.
6. Alubakov A. A., Bujko В. М., Sfaarshesv К. Paramagnetic Centers in Х- ' irradiated LiNaS04 Single Crystals //Crystal Research and Technology. 1981. V. 16, №5. P. 611-616. ' ' ' '
7. Alybakov A. A., Gubanova V. A., Sharsheev K. Optical Absorption Spectra of Cr3+ Ions in LiNaS04 and LiKS04 Crystals //Crystal Research and. Technology. 1982. V. 17, N9.-P. K92-K94. - -
8. Центры окраски и термояюминесценции кристаллов LiNaS04 - С г3'. Ачыбакэв А.А., Акчалов Ш., Буйко В. М., Шаршеев К.Ш. //Люминесцентные приемники и .преобразователи рентгеновского излучения: Тезисы докладов VI Всесоюзного симпозиума. Иркутск: ИГУ, 1982. С. 16.
9. Алыбаков А. А., Буйко В. М., Шаршеев К. Спектры ЭПР и оптического поглощения облученных кристаллов LiKS04 с примесью
примесью трехвалентного хрома. //Физические свойства ' диэлектрических крнсталлоз. Фрунзе, 1983. С. 29-37.
10. Alybakov Е F., Bujko V. М., Sharsheev К. Reply to Comments on "Paramagnetic Centres in X-irradiated LiNaS04 Single Crustals". //Crystal Research and Technology. 1983. V. 18, N 7. -?. K77-K78.
11. Спектры ЭПР й оптического поглощения облученных кристаллов LiKS04 с примесью шесггквалектного хрома Алыбшсов А. А., Буша В. М., Кудабаев К., Шаршеев К.Ш. //Изв. АН Кирг ССР. 1983. № 6. С. 10-12.
12. Алы баков А. А., Шаршеев 1С. Спектры ЭПР ионов Сг3+ в LiKS04 и LiNaS04 /ЯЬв. АН Ккрг ССР. 1984. № 3. С.20-22.
13. Irradiation-induced Change of Valence of Cr+ Ions Doped in Alkali Sulphates. Alybakov A. A., Gubanova V. A., Kud3baev K., Sharsheev K. // Crystal Research and Technology. 1984. V. 19, № 12. P.1655-1656.
14. Алыбаков А А, Сюрдо А. И., Шаршеев К. Термостимулированное люминесценция кристаллов двойных Сульфатов LiNaSCVCr* . //Химия твердого тела. Межвуз. Сб. Научн. тр. Свердловск, 1984. С.155-158. .
15: Электронные спектры облученных кристаллов LiNaSO<-Cr* Алыбаков А А., Акчалов Ш., Буйко В. М., Шаршеев К.Ш. // Магнитооптические свойства некоторых комплексных соединений. Фрунзе, 1984. С.33-46.
16. Шаршеев К. Спектры ЭПР кристаллов LiKSO^-Ci3* //Материалы VII меж.респ.конф.мол.ученых. Фрунзе, 1985. С. 72-73.
17. Буйко В. М., Кудабаев К., Шаршеев К.Ш. Оптические и ЭПР спектры кристаллов смешанного сульфата лития-калия с примесью
меди //Ионные и электронные процессы s ионных кристаллах. Тез.докл: 1 респ. коцф.Ош, 1986. С. 43-44.
18. Оптические потжкценкя и спектры ЭПР ионов Си2'' в монокристаллах LÍKSO4 Алыбаков А. А., Губанова В. А., Кудабаев К., ШаршеевК. //Phys.stat.soi(b). 1988. № 14. P. kI354:I39.
19. Алыбаков А. А., Калдкбаез К., Шаршеев К.Ш. Исследование термической устойчивости серно-ккслородных радикалов в облученных кристаллах LiS04 • Н2О, LiNaS04 и LÍKSO4 //Фшшсо-химический анализ.-Тез докл.УП Всгсокззн. саз. Фрунзе, 1988. С. 76-77.
20. Сыдыков К., Тынаев А., Шаршеев К. Исследование спектров ЭПР облученных кристаллов LiKS04 при комнатной температуре // Матер.IX Межресп. конф. Мол. ученых. Фрунзе, 1988. С. 80-81. •
21. Исследование циркулярного дихроизма кристаллов LIKS04 активированных ионами CP* . Гречупшиков Б. Н., Веремейчик Т., Калдыбаев К. А., Перекалила 3. Б., Тынаев А., Шаршеев К.Ш. //Twelvth Evropean Crystallografic meting. Moskow, 1989. V. 1. P. 336.
22. Исследование спектров кристаллов L£NaS04-Cr+ в' поляризованном свете. Боромбаев М. К., Калдыбаев К. А., Мусаев К. М., Шаршеев КЛ1. // Физика диэлектриков и полупроводников: Тез.докл.II Респ.
■ конф. Ош, 1989. С. 220.
23. Исследование структуры монокристаллов KNaS04. Боромбаев М.К., Калдыбаев К. А., Мусаев К. М., Шаршеев К.Ш. //I Респ. конф. мол.учителей и преп.фкзихи: Тез.докл. Фрунзе: КГУ, 1990. С. 139.
24. Алыбаков А. А., Калдыбаев К. А., Шаршеев К.Ш. Исследование термической устойчивости серно-кислородных радикалов в облученных кристаллах LijSQ,. Н2О, LiNaS04 и L1KSO4. //Структура
и свойства moho- и поликристаллических металлов: Сб. Науч. Тр. ИФ АН Кирг ССР. Фрунзе, 1990. С. 24-27.
25. Гречушников Б. Н., Веремейчик Т. Ф., Калдыбаев К. А., Перекалина 3. Б., Тынаев А., Шаршеев К Исследование циркулярного дихроизма в кристалле LiKSOj активированных ионами Сг3+ //Журнал прикладной спектроскопии 1990. Т. 54, № 4. С. 669-672.
26. Шаршеев К., Юсупов Р., Ордобаева Ч. Т. Нурландырылгаи KNaS04 кристаллынын ЭПР спектри. // Науч. -теор.конф., поев. 40-летию ИГУ им. К.Тыныстанова. Каракол, 1993. С. 48-49.
27. Шаршеев К., Юсупов Р., Ордобаеза Ч. Т. Рентген нуру менен нурландырылгаи LíKSOa-Cu2* кристаллынын ЭПР спектри. //Науч,-теор. конф., поев. 40-летию ИГУ им. К. Тыныстанова. Каракол, 1993. С. 45-50.
28. Шаршеез К., Кудабаез К., Ордобг.ег,а Ч. Т. Влияние примесей на образование серно-кислородных радикалов в- облученных кристаллах LiiSO^-H^O, LiNaS04, LiKSOi //Твердотельные детекторы ионозируюших излучений: Тез. докл.1 Всерос. симп. Т,Т,Д,-97. Екатеринбург, 1997.'С. 174.
29. Шаршеев К.Ш. Расчет параметров тетрагонального кристаллического поля ионов Сг3* в кристалле LiNaS04.//Радиационная физика: Сб. Науч. тр. Бишкек, 1998. С. 33-35.
30. Шаршеев К.Ш., Юсупов Р., Ордобаева Ч. Т. Нурландырылган татаал сульфаттардын ЭПР спектри //Вести.Кир. гос.пед. университета. Бишкек, 1998. С. 82-83
31. Шаршеев К.Ш., Кудабаев К., Ордобзева Ч. Т. Влияние примесей на образование серно-кислородных радикалов в облученных
кристаллах 1^504 НгО, иЫа504) УКБОУ/ Твердотельные детекторы ионизирующих излучений: Тр. 1 Всерос.симп.Т Д Т-97. Екатеринбург, 1998. С. 68-73.
32. Калдыбаев К. А., Шаршеев К., Попов С. Исследование циркулярного дихроизма кристаллов К1л304 с примесью шестивалентного хрома У/Проблемы спектроскопии и спектрометрии: Межвуч. сб.науч.тр. Екатеринбург, 1998. вып. 1. С. 63-70.
33. Шаршеев К., Ордобаева Ч. Т. О симметрии окружения примесных ионов Си2+ в кристаллах ККаБО //Проблемы спектроскопии и спектрометрии: Ме;;свуз. сб.науч. тр. Екатеринбург, 1998.вып. С. 59-63.
34. Шаршеев К.Ш. Спектры ЭПР монокристаллов УКБС^-Си //Проблемы спрктроскопни "и спектрометрии: Межвуз.сб.науч.тр. Екатеринбург, 1998.вып.I. С. 47-59. '
35. Шаршеев К.Ш., Ордобаева Ч. Т. Парамагнитный резонанс ионов Сг5+ в облученных кристаллах ЫКБО^-СгО3 .! ' //Проблемы спектроскопии и спектрометрии: Межвуз.сб.науч.тр. Екатеринбург 1999.ВЫП.2. С. 15-18.
36. Шаршеев К., Кудабаеа К., Ордобаева Ч. Т. Парамагнитные дефекты в облученных кристаллах ЫМаБО^ с примесью СгО;" //Проблемы спектроскопии и спектрометрии: Межвуз.сб.науч.тр. Екатеринбург, 1999.вып.2.С. 18-22.
37. О рентгенолюминесценции кристаллов УКБО^-Си Шаршеев К Ш., Ордобаева Ч. Т., Райков Д. В., Шульгин Б. В., Соломонов В. И., Михайлов С. Г. //Проблемы спектроскопии и спектрометрии: Межвуз.сб.науч.тр. Екатеринбург, 1999.вып.2. С. 23-25.
38. Исследование циркулярного дихроизма кристалла L5KS04 с примесью Сг3* облученного рентгеновскими лучами. Калдыбаев К.А., Клименко О., Тынаев А.Д., Шаршеев К.Ш., Перекалина З.Б. // Вест. ИГУ
им.К.Тыныстаяова.Каракол. 1999.С.00.
39. Люминесцентные свойства сульфзтов на основе LiKS04 и LiNaSOj Шаршеез К., Ордобаева Ч. Т., Райков Д. В., Шульгин Б. В., Соломонов В. И., Михайлов С. Г. //Зестн. ИГУ им. К.Тыныстаноз.Каракол, 1999.С.00.
40. Luminescence of LiKSO^-Cu single crystals. Sharsheev K., Snulgin В. V., Raikov D. V., Ordobaeva Ch. Т., Solomonov V. I., Mikhailov S. G. // Проблемы спектроскопии и спектромерии: Межвуз. сб. науч. тр. Екатеринбург, 1999.вып.2.С. 127-128.
41. К. Шаршеев. Радиационные и примесные центры с переменной валентностью в кристаллах слоулных сульфатов щелочных металлов. // Екатеринбург-Каракол. 1999.209.С.
42. Новые приемники излучення.Б.В. Шульгин., В.Л.Петров., Д.В. Райков., К.Шаршеев., А.С.Шеин. Екатеринбург, 1999.30.С.
43. Шаршеев К., Кудабаев К.К., Эсенгелдиев Y.3. Дозиметрические свойства активированных кристаллов LiNaS04. //Сб.тез. докл. конф. по.рад.физике. посв.памяти А.А.Алыбакова. ИРФ 99. Бишкек-Каракол. 1999.С.42.
44. Шаршеев К., Ордобаева Ч.Т. Спектры оптического поглощения ионов Си2* в LiKS04. //Вестн.ИГУ.им.К.Тыныстанова. 1999,№З.С.ОО.
45. Рекомбинационные излучения в кристалле LiKS04. Черапиев Б., Акыл-беков А.Т., Шаршеев К., Мырзахмет М.К. //Матер. 10-й. межд.конф.по рад. физике и химии неорг. материалов. Томск. 1999.С.327-328.
46. Вопросы о природе центров люминесценции монокристаллов LiKSO* -Си2* . Сатыбалдиева М.К., Калдыбаев К.А., Шаршеев К., Соломонов
В.М. //Проблемы спектроскопии и спектрометрии. Межвуз.сб.науч.тр. Екатеринбург, 1999.вып.З.С.101-104.
47. A.C.12647I9 СССР. Рабочее вещество для термоэкзоэлектронного эмиттера /Алыбаков A.A., Кортов B.C., Сюрдо А.И., Шаршеев К.Ш., Шульгин Б.В.
48. A.C. №99108175/28 РФ. Неорганический сцинтиллятор /Шульгин Е.В., Райков Д.В., Кидибаев М.М., Шаршеев К., Сатыбалдиева М.К.
АННОТАЦИЯ
Бул иште, Cr6*, Сг3+ жана Си2+ кошулмалары кошулган жана рентген нуру менен нурландырылган жегич металдцардын татаал сульфаттарынын кристаллдарынын оптикалык жутуу (ОЖ) жана электрокдук парамагнит-тик резонанс спектри изилденип, бул кошулмаларды мунездевчу негазги спектроскопиялык турактуулар аныкталган.
Оптикалык жутуу, ЭПР жана Ка (-сызыкчгларынын химиялык жылы-шуу спектрлерин изилдоо менен, рентген нуру менен нурлантууда алты жана уч валенттуу хром беш валенттуу абалга етеэру кадиксиз далилдсн-ди.
Кристаллдарды нурлантууда сульфаттык кристаллдардын тузулушунде негизги тузулуштук бирдик болгон S0J" аниону бузулуп, натыйжада SO; ,
SO;, SO2 жана 0; ион-радикалдары пайда болоору кэргезулду. Бул пара-магннтгик борборлордун бузулушун активде&чу энергиялары аныкталып, баардык кристаллдарда эн турактуу радикал болуп SO i , ал эми эн эле ту-раксызы SO; болоору аныктапды.
LiNaSO< кристаллынын температуранын езгерушу менен байланыш-кан люминесиенциясынын жана экзоэлектрондух эмиссия спектрлерин кзилдвенун негизинде у-нурдануусунун фонунда рентген нурдануусун елчеечу жылуулуклкшннесцешшя жана жылуулукэкзоэлектрондук дози-
Meipjiep ynyH >KyMyimy 3aT, ymyji 3Jie KpHCTammHH HenranHae scHiiyyjiyK 3JieKtpoHAopyH 6ojiyn iwrapyyHy 3MHTTep yqyH acaHH JKywynrqy 3aT cynyni Ki.mi.nwH.
LiKS04-Cu2+ KpHCTamiKHHH aennHHae a-HypjiaHyycyH acaHa iiefi-TpcHaopay Karroony opraHHKaJiciK 3Mec cuhhthjistop cyHyin KujiwHun, oyn KpHcrajuxaapau acoropKy THraytHicrarH 3Heprasra 33 HMrryjibcTyK 3JieK-TponztopayH artiniBiH Kspresyy yqyn naftaanaHyy wyMKyHMyjiyry Kepre3yjiay.
ABSTRACT
In the work were investigated the spectrs of optical absorbation, of electronical paramagnetic resonance of crystal sulfats of alkaline .metal (Li2S04H20, Li(K,Na)S04) activated with cedmixtures Cr6", Cr3+ and Cu' and which weresubjected to the action of X-ray radiation. There were determinated the main spectroskopical constants of admixtures in these crystals.
By learning the specrs of optical absorbation and chemical slide of X-ray Ka 1 -lines synonymous setup, that X-ray transfered chromium from three and sixvalent position to fivevalent position.
It vva? shown, that anions SO I which are main structural units in the structure of sulfat, during the X-ray destructions as the result.there appered ion-
radical SO't, SO 3 , SO 2 and 0 3 . There were determened the energies of activation termic destructions of these paramagnetic centres. It was learned, that in all
crystals the most stable are radical SO 3 , but least stable of all SO;.
There were discovered and investigated the spectres of thermostimulated luminessenee and thermostimulated eksoelectronic emission of crystals Li-NaS04.
There were proposed new working matters for thermoluminessentic an thermoekzoemissional dozimetree of X-ray on the phone y-ray. There were pro-
posed new working matter for thermoekzoelectronie emitter on the base of Li-NaS04.
There were proposed, nonlimited scintilator on the base of LiKS04-Cu2+ for registration a-ray and neutrons. Tnere was shown the possibility of use these crystals for visual impulse of electronic dims with the highest density of energy.
АННОТАЦИЯ
В работе исследованы спектры оптического поглощения, электронного парамагнитного резонанса кристаллов сульфатов щелочных металлов (Li2S04H20 , Li(K,Na)S04 ) активированных примесями Сг6+ , Сг3+ и Си2+ и подвергнутых действию рентгеновской радиации. Определены основные спектроскопические константы примесей в этих кристаллах.
Изучением спектров оптического поглощения, ЭПР и химического сдвига рентгеновских -линий однозначно установлено, что рентгеновское облучение переводит хром из трех- и шестивалентного в пятивалентное состояние.
Показано, что анионы SCT^ , являющиеся основными структурными единицами в структурах сульфатов, при облучении разрушаются, в результате образуются ион-радикалы SO J , SO 3 , SO 2 н Oj. Определены энергии активации термического разрушения этих парамагнитных центров. Установлено, что во всех кристаллах наиболее устойчивыми являются радикалы SO J , а наименее устойчивыми SO;.
Обнаружены и исследованы спектры термостимулированной люминесценции и термостимулированной экзоэлектронной эмиссии кристаллов LiNaS04. Предложены новые рабочие вещества для термолюминесцентной и термоэкзоэмиссионной дозиметрии рентгеновского излучения на фоне у-излучения. Предложено новое рабочее вещество для термоэкзоэлектрон-ного эмиттера на основе LiNaS04.
Предложено, неорганический сцинтилятор на основе ЫКБО^Си2*
для регистрации а-излучения и нейтронов. Показана возможность использования этих кристаллов для визуализации импульсных электронных пучков с высокой плотностью энергии.
РАДИАЦИОННЫЕ И ПРИМЕСНЫЕ ДЕФЕКТЫ В МОНОКРИСТАЛЛАХ СЛОЖНЫХ СУЛЬФАТОВ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ
01.04.07 - Физика твердого тела
Автореферат диссертация па соискание ученой степени доггора физико-математических наук
Тех.редзгтор Н£. Содьгрслиеаа
Подписано в печать 19.012000г. Формат бумаги бОхМ'А». Объем 3,0 П.Л. Тираж 110 да. Заюа 020. Цена доГОаорща
г.Бнцхкск. ухСухомлинова, 20.ИЦ Текник". Т.42-14-55
1
КАПЫ БЕК ШАРШЕЕВ
