Расчет кинетических параметров ТЛ анионодефектного — Al2O3

Расчет значений кинетических параметров является важной задачей, поскольку с ними связываются процессы переноса заряда в исследуемом материале. Эти параметры включают глубину ловушек, частотный фактор, сечения захвата и плотности различных ловушек и рекомбинационных центров, принимающих участие в ТЛ.

Существуют целый ряд методов для нахождения энергии активации и частотного фактора. Из них наиболее применяемые в анализе ТЛ — это методы подгонки кривой, вариации скоростей нагрева, изотермического затухания и методы анализа формы кривой.

Термолюминесценция после возбуждения при 80 К

На рисунке 3.1 приведена экспериментальная кривая ТЛ исследуемого кристалла б-Al2O3 облученного при 80 К рентгеновским излучением. Из рисунка видно, что пик при 225 К в отличие от пиков при 350 и 450 К не изолирован. В этом случае кривую ТЛ можно анализировать путем разложения на элементарные пики методом, приведенной в работах [22], полагая, что каждый из них может описываться уравнением кинетики общего порядка, модифицированного множителем Мотта для учета температурного тушения.

(3.1),.

где I (T) — интенсивность термолюминесценции; n0 — количество носителей заряда, захваченных на ловушках при температуре возбуждения Т0; k — постоянная Больцмана; вскорость нагрева, С — константа тушения; W — энергия активации тушения. Значения параметров тушения W иС приняты равными 0.97 эВ, 1011 соответственно. Указанные величины являются характерными для исследуемого материала. Величины значения энергии активации (E), предэкспоненциального множителя (S) и порядка кинетики (b) являлись варьируемыми параметрами для каждого пика, подбором которых осуществлялось наилучшая аппроксимация экспериментальной кривой.

Погрешность в определенииЕ допускалась равной — 0.1 эВ, b — ?0.1, S — один порядок. При указанных величинах погрешностей ошибка в расчете величины температуры пика не превышала 2 К, что сравнимо с погрешностью эксперимента. Погрешность аппроксимации оценивалась по формуле:

(3.2),.

Значения кинетических параметров ТЛ обеспечивающие наилучшую аппроксимацию экспериментальных КТВ, приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1.

Кинетические параметры ТЛ кристалловAl2O3, облученных при 80 К.

Найденные значения кинетических параметров ТЛ для пика при 450 К показывают хорошее соответствие с ранее полученными значениями, определенными с помощью других известных методов анализа кинетики [5,23]. Из этого можно предположить, что значения E, S и b для низкотемпературных пиков при 225, 260 и 323 К достоверны. Нужно отметить, что порядок кинетики, отличный от первого, характерен для ТЛ с пиками при 260 и 450 К, в температурном диапазоне которых опустошаются как электронные, так и дырочные ловушки. Максимумы ТЛ при 225 и 323 К описываются кинетикой первого порядка.