Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Исследование процессов образования центров люминесценции в щелочно-галоидных кристаллах с примесями индия и никеля

Диссертация: Исследование процессов образования центров люминесценции в щелочно-галоидных кристаллах с примесями индия и никеля
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Научной группой лаборатории № 4 НИИ механики и физики при СГУ совместно с Институтом катализа СО РАН г. Новосибирска разработаны новые рентгеночувствительные материалы на основе монокристаллов щелочно-галоидных соединений со структурой типа NaCl, модифицированные катионами металлов (никель, индий, таллий, галлий и палладий). Материалы защищены российскими и зарубежными патентами. Исследования… Читать ещё >

Исследование процессов образования центров люминесценции в щелочно-галоидных кристаллах с примесями индия и никеля (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • 1. Изучение спектральных характеристик центров люминесценции в чистых щелочно-галоидных кристаллах
    • 1. 1. Обзор литературы
    • 1. 2. Экспериментальная методика
    • 1. 3. Экспериментальные исследования чистых щелочно-галоидных кристаллов
    • 1. 4. Выводы
  • 2. Исследование спектральных свойств щелочно-галоидных кристаллов с примесью никеля
    • 2. 1. Обзор литературы
    • 2. 2. Экспериментальная методика
    • 2. 3. Экспериментальные исследования оптических свойств примесных центров в кристаллах NaCl-N
    • 2. 4. Выводы
  • 3. Влияние способа введения примеси индия в щелочно-галоидные кристаллы на их спектральные свойства
    • 3. 1. Экспериментальная методика
    • 3. 2. Спектральные исследования щелочно-галоидных кристаллов с примесью индия при различных методах ее введения
    • 3. 3. Выводы
  • 4. Применение рентгеноспектральных методов для исследования центров люминесценции в щелочно-галоидных кристаллах
    • 4. 1. Теория методов EXAFS- и XEOL-спектроскопии
    • 4. 2. Экспериментальные методики
    • 4. 3. Экспериментальные данные
    • 4. 4. Выводы

Актуальность проблемы. Щелочно-галоидные кристаллы (ЩГК) — представители класса ионных соединений — имеют достаточно простую кристаллическую и электронную структуру. Вследствие этого они являются удобными модельными системами для изучения различных кристаллических дефектов. Многие физические свойства ЩГК очень чувствительны к присутствию в данных кристаллах дефектов, в том числе обусловленных наличием в кристалле разнообразных примесей. Эффект внешних воздействий на кристалл, в частности, нагревания, экспонирования излучением различных диапазонов длин волн (от рентгеновского до инфракрасного), деформации, может существенно зависеть от типа и концентрации активаторных центров, присутствующих в решетке кристалла.

Интерес к исследованиям по физике щелочно-галоидных кристаллов связан также с расширением области их практического применения. Возможность использования данных кристаллов в качестве сред для записи и хранения информации, активных материалов оптических квантовых усилителей и генераторов, датчиков излучений различного типа делает актуальным исследование процессов, протекающих в них при различных воздействиях.

Так называемые «ртутеподобные» ионы, включающие индий, а также ионы группы железа, к которой относится никель, являются перспективными активаторами для создания чувствительных к ионизирующему излучению материалов на основе ЩГК.

В настоящее время наиболее перспективной областью применения радиофотолюминофоров на основе ЩГК является разработка новых сред для регистрации изображений, создаваемых рентгеновским излучением [1−3]. Основными недостатками обычных рентгеновских пленок являются небольшой динамический диапазон, однократное использование, содержание драгоценного металла. Поводом для создания новых сред послужила потребность в замене фотоматериалов с высоким содержанием серебра и улучшении их параметров.

С целью применения в качестве рентгеночувствительных сред было исследовано большое число люминофоров, обладающих способностью к фотостимулированной люминесценции [4], в том числе ЩГК с примесями таллия и индия [5]. Процесс считывания информации в последних осуществляется по рекомбинационному механизму. Высокая чувствительность регистрирующей системы обеспечивается использованием лазерного излучения высокой мощности для стимулирования рекомбинационной люминесценции. Наилучшее пространственное разрешение для этих систем составляет приблизительно 200 микрон. Основные способы восстановления записанной информации предполагают, вследствие рекомбинационного характера процесса, частичную потерю информации при считывании, что не позволяет использовать скрытое изображение многократно. Динамический диапазон регистрации сигнала составляет не менее трех порядков.

Приведенные характеристики не способствуют широкому использованию данных материалов в качестве сред для записи и хранения рентгеновских изображений. С позиции вышеуказанных целей наилучшими из исследованных люминофоров признали соединения типа ВаРНакЕи [6]. На основе таких сред в настоящее время выпускаются поликристаллические запоминающие пластины марки «Image Plates» [7,8]. Данные пластины широко используются в медицинских и научных целях. При несомненных достоинствах, таких как высокая чувствительность к рентгеновскому излучению, широкий динамический диапазон регистрации, возможность многоразового использования, «Image Plates» обладают также рядом недостатков [9]. К ним относятся недостаточно высокое пространственное разрешение, что не позволяет эффективно использовать «Image Plates» в рентгеновской микроскопии, и частичное стирание информации при однократном считывании вследствие рекомбинационного характера излучения. При рекомбинационной люминесценции все процессы происходят в некотором объеме рекомбинации, размеры которого определяются длиной пробега продуктов распада, что ухудшает пространственное разрешение материала. Также отрицательно сказывается на пространственном разрешении поликристаллический характер экранов, увеличивающий паразитное светорассеяние в материале. С течением времени в «Image Plates» происходит значительное уменьшение сигнала, что не позволяет длительно хранить записанное изображение до считывания. Кроме того, для считывания и обработки изображения, записанного на «Image Plates», необходима весьма дорогостоящая аппаратура.

Научной группой лаборатории № 4 НИИ механики и физики при СГУ совместно с Институтом катализа СО РАН г. Новосибирска разработаны новые рентгеночувствительные материалы на основе монокристаллов щелочно-галоидных соединений со структурой типа NaCl, модифицированные катионами металлов (никель, индий, таллий, галлий и палладий). Материалы защищены российскими и зарубежными патентами [10−12]. Исследования характеристик разработанных рентгеночувствительных сред ведутся на базе вышеназванных организаций, а также Института ядерной физики СО РАН г. Новосибирска [13−16,92,103]. Материалы предназначены для регистрации рентгеновских изображений с высоким пространственным разрешением. При экспонировании материала рентгеновским излучением или быстрыми электронами в нем образуются центры люминесценции. Эти центры стабильны при воздействии на материал видимым и ультрафиолетовым светом, а также при хранении. При воздействии на экспонированный материал ультрафиолетовым излучением наблюдается люминесцентное изображение. Возбуждение люминесценции может производиться неограниченное число раз. Возможны как визуальное наблюдение изображения, так и фотоэлектрическая регистрация сигнала с последующим считыванием. Стирание изображения осуществляется нагревом кристалла до температуры 500−600°С. Материалы могут использоваться многократно: при проведении 30 циклов запись-считывание-стирание потеря чувствительности составляет не более 5%. Пространственное разрешение имеет величину около 1 мкм (предельное для люминесцентных методов), динамический диапазон регистрации — более 10 000. Нижний предел чувствительности, определяемый как свойствами материала, так и приемной системой, имеет величину не более 3 мкДж/см2. Несмотря на меньшую чувствительность по сравнению с «Image Plates», разработанные среды представляют интерес вследствие высокой разрешающей способности, возможности многократного считывания без разрушения и длительного хранения изображения (до 10 лет в отдельных экспериментах), а также относительно низкой себестоимости регистрирующей системы в целом (что является немаловажным критерием для небольших научных групп). Возможность длительного хранения и многократного считывания изображения без потери информации представляется актуальной в связи с тем, что при указанных выше величинах пространственного разрешения и динамического диапазона считанное изображение площадью 1 см² может занимать до 200 МБайт компьютерной памяти. В условиях проведения серийных экспериментов хранить полученные изображения в компьютерном варианте затруднительно, так как занимается большой объем памяти. Использование описываемых рентгеночувствительных сред помогает решать подобные проблемы.

Работа по улучшению характеристик данных материалов, главным образом, чувствительности к ионизирующему излучению и динамического диапазона регистрации, требует глубоких знаний оптических характеристик используемых сред, поведения примеси в кристалле при воздействии ионизирующим излучением, прогреве и хранении, влияния химической формы активатора, используемой при модификации щелочно-галоидных кристаллов, и других факторов.

В последнее время, наряду с прикладным, усилился чисто научный интерес к поведению примеси никеля в ЩГК [17−19]. Малый размер иона примеси по соотношению к размерам ионов решетки кристалла приводит к высокой подвижности никеля в кристалле. В результате ионы примеси никеля в ЩГК легко смещаются из узла решетки и агрегируются, образуя как простые дефекты типа димеров, так и кластеры. При определенных концентрациях в кристаллах образуются включения фазы соли никеля. Все эти процессы очень чувствительны к концентрации примеси, режимам температурной обработки кристалла и воздействию различных излучений.

В кристаллах с примесью индия при воздействии рентгеновским излучением возникают центры люминесценции, характеризующиеся высокой оптической и термической стабильностью [20]. Кроме возможности практического использования, исследование таких кристаллов представляет интерес ввиду явно выраженной двустадий-ности образования данных центров с включением в процесс их создания диффузии ионов кристалла.

Таким образом, изучение процессов преобразования центров люминесценции в щелочно-галоидных кристаллах с примесями индия и никеля при различных воздействиях на кристалл актуально как в плане получения новых фундаментальных знаний по физике кристаллов, так и с практической точки зрения.

Целью настоящей работы является:

1. Исследование изменения спектральных характеристик чистых щелочно-галоидных кристаллов в результате термообработки, воздействия ионизирующих излучений и хранения. Определить, какие оптические характеристики обусловлены наличием примеси, а какие являются проявлением спектральных свойств кристалла-основания в оптических спектрах ЩГК, активированных ионами никеля или индия.

2. Изучение влияния метода приготовления кристаллов и химической формы вводимой примеси на спектральные свойства ЩГК с примесями никеля или индия.

3.Установление зависимости оптических свойств выращенных щелоч-но-галоидных кристаллов с примесью никеля, на которые воздействовали рентгеновским излучением с последующим фоторазрушением Р-центров, от первоначальной концентрации центров поглощения № 2+ в образцах и от дозы рентгеновского излучения, воздействовавшего на образец.

4.Изучение стабильности дефектов, люминесцирующих в области 630 нм, образованных в результате воздействия рентгеновским излучением, в ЩГК с примесью никеля при хранении.

5.Исследование примесных центров люминесценции в ЩГК с примесями индия, а также центров люминесценции в ультрафиолетовой области спектра в чистых щелочно-галоидных кристаллах рентгено-спектральными методами (методами ЕХАР8- и ХЕОЬ-спектроскопии). Изучение динамики поведения ХЕОЬ-спектров кристаллов КВг, регистрируемых при выделении ультрафиолетовой области спектра в условиях непрерывного воздействия синхротрон-ным излучением.

Новые научные результаты.

В результате сравнительного исследования спектральных свойств чистых и примесных щелочно-галоидных кристаллов показано, что в спектрах поглощения и люминесценции ряд полос, ранее связываемых с примесными дефектами, обусловлен дефектами, образующимися в результате прогрева в чистых ЩГК, то есть кристаллах, концентрация примеси в которых ниже предела обнаружения методами рентгенои плазменно-флюоресцентного анализа.

Получены динамические характеристики изменений относительной концентрации ряда центров люминесценции в щелочно-галоидных кристаллах. Исследования проведены как для чистых кристаллов, так и для кристаллов с примесью никеля. Относительная концентрация центров люминесценции определялась по интенсивности полосы люминесценции в ее максимуме.

На основании результатов исследования центров люминесценции в ЩГК методами ЕХАЕБи ХЕОЬ-спектроскопии показана возможность применения данных методов для изучения структуры и поведения нестабильных под действием рентгеновского излучения дефектов в щелочно-галоидных кристаллах, а также примесных дефектов в ЩГК с концентрациями примеси ниже 0.1%.

При исследовании дефектов, люминесцирующих в области 391 нм, в чистых кристаллах КВг методом ХЕОЬ-спектроскопии обнаружены два типа центров, полосы излучения которых сильно перекрываются, в то время как динамики образования и разрушения различны. Наличие двух типов дефектов подтверждено изменением направления скачка интенсивности люминесценции в ХЕОЬ-спектр ах кристаллов КВг при разрушении одного из типов дефектов. Данное явление в ХЕОЬ-спектрах наблюдалось впервые.

В результате исследований спектральных характеристик щелочно-галоидных кристаллов с примесями никеля и индия, полученных различными методами, показано, что тип дефектов, образованных примесью, а также характер их преобразования при различных внешних воздействиях (термообработка, воздействие рентгеновского излучения) зависит от метода получения кристаллов, то есть, от способа приготовления, химической формы вводимой примеси, состояния окружающей среды и температурных режимов.

Достоверность полученных результатов экспериментов подтверждается их воспроизводимостью, сопоставлением с экспериментальными и теоретическими данными, опубликованными другими исследователямиопределяется использованием стандартных методик регистрации спектральных характеристик кристаллов.

Научное и практическое значение результатов работы состоит в том, что проведенные исследования существенно расширяют представления о процессах внедрения и преобразования под действием рентгеновского излучения примесей никеля и индия в кристаллах ще-лочно-галоидных соединений. ЩГК с указанными примесями являются перспективными средами при разработке рентгеночувствительных материалов с улучшенными характеристиками. Данные материалы могут применяться для регистрации рентгеновских изображений в биологии, рентгеновской дифрактометрии, рентгеновской микроскопии, электронной микроскопии, рентгеновском малоугловом рассеянии.

Результаты применения методов EXAFSи XEOL-спектроскопии к исследованным в работе кристаллам показали возможность использования названных методов для изучения нестабильных под действием рентгеновского излучения дефектов в ЩГК.

Полученные в данной работе результаты используются в учебном процессе при чтении специального курса лекций по люминесценции.

Работа выполнялась в плане следующих НИР: 1. «Определение структуры и механизмов образования центров люминесценции в радиофотолюминофорах с примесями групп III, А и VIII В» (шифр «Микрон» — номер гос. регистрации 01.960.6 815- код ГРНТИ 29.31.27.).

2." Разработка датчиков дозиметров ультрафиолетового излучения", шифр «Доза», включена в региональную программу «Проблемы развития индустриального комплекса и социально-экономической сферы Саратовской области», раздел 4, пункт 07.

3. «Исследование механизмов передачи энергии активаторными центрами в щелочно-галоидных кристаллах, содержащих ионы переходных металлов, создание на их основе новых активных сред для перестраиваемых твердотельных лазеров», шифр «Мирт», включена в межвузовскую программу Министерства общего и профессионального образования Российской Федерации «Физика лазеров и лазерные системы» .

4. «Исследование взаимодействия лазерного излучения с центрами окраски в щелочно-галоидных кристаллах с целью создания малогабаритных РОС-лазеров» (шифр «Лазер» — включена в программу Министерства общего и профессионального образования Российской Федерации «Лазеры и лазерные технологии»).

5. «Образование радиационных дефектов в кристаллофосфорах под действием синхротронного излучения. Установление структуры дефектов по данным ХЕОЬ-ЕХАРБ», шифр «Кристалл», включена в программу Министерства общего и профессионального образования Российской Федерации «Фундаментальное естествознание» .

6. «Исследование физических процессов в лазерных и волоконноопти-ческих системах, фотохромных средах, предназначенных для использования в спектроскопии, измерительных устройствах и оптических ЭВМ» — шифр «Магнолия» — номер гос. регистрации 1 910 033 995- код ГАСНТИ 29.31.23.

Работа поддерживалась следующими грантами РФФИ:

1. «Разработка метода регистрации глубоких изображений с микронным пространственным разрешением для рентгеновской микроскопии и топографии на синхротронном излучении» — номер гранта 9702−18 578.

2. «Исследование механизмов образования и структуры кластеров в кристаллах щелочно-галоидных соединений» — номер гранта 98−332 434.

Работа поддерживалась стипендиями Международной Соросов-ской Программы Образования в Области Точных Наук (ISSEP), гранты а96−1587, а97−645, а98−914.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались на научных семинарах лаборатории № 4 НИИ механики и физики при СГУ, а также на следующих конференциях, симпозиумах и школах:

1.Biomedical Optics, SPIE’s International Symposium, 27 January- 2 February 1996, San Jose Convention Center San Jose, California, USA.

2. Международный симпозиум по фотохимии и фотофизике молекул и ионов, посвященный 100-летию со дня рождения академика А. Н. Теренина, 29 июля- 2 августа 1996 г., СанктПетербург, Россия.

3.XI Российская Конференция по использованию синхротронного излучения СИ-96, 9−12 июля 1996 г., Новосибирск, Россия.

4.Школа по оптике, лазерной физике и оптоэлектронике, 25−28 ноября 1997 г., Саратов, Россия.

5. Всероссийский семинар «Проблемы и достижения люминесцентной спектроскопии», 3−4 февраля 1998 г., Саратов, Россия.

6.XII Национальная Конференция по использованию Синхротронно-го Излучения СИ-98, 13−18 июля 1998 г., Новосибирск, Россия.

7.Международный междисциплинарный научный семинар и осенняя школа молодых ученых «Методы светорассеяния в механике, биомедицине и материаловедении», 6−9 октября 1998 г., Саратов, Россия.

Личный вклад автора заключается в участии в постановке задачпоиске, отборе и анализе литературных источниковприготовлении примесных кристаллов путем диффузии примеси из паровой фазыпроведении спектральных исследований в оптическом диапазонеобработке и обсуждении полученных результатов. Регистрация ЕХАРБи ХЕОЬ-спектров, а также обработка ЕХАР8-спектра, приведенного в главе 4, выполнены В. И. Кочубеем.

Защищаемые положения и результаты.

1. Ряд полос в спектрах поглощения и излучения щелочно-галоидных кристаллов с примесями индия или никеля, ранее связываемых с примесными дефектами, обусловлен дефектами чистых щелочно-галоидных кристаллов, образование которых стимулировано прогревом образцов.

2. Тип примесных дефектов в щелочно-галоидных кристаллах, активированных ионами никеля или индия, зависит от способа введения примеси в кристалл.

3. В кристаллах КВг существуют одновременно два типа дефектов, люминесцирующих в области 391 нм при возбуждении синхротрон-ным излучением. Полосы излучения данных дефектов сильно перекрываются, динамики образования и разрушения их различаются. Наличие двух типов дефектов подтверждено изменением направления скачка интенсивности люминесценции в ХЕОЬ-спектрах кристаллов КВг при разрушении одного из типов дефектов.

4. Методы ЕХАР8- и ХЕОЬспектроскопии применимы для исследования нестабильных под действием рентгеновского излучения дефектов в щелочно-галоидных кристаллах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографического списка из 104 наименований. Общий объем диссертации — 145 страниц текста, иллюстрированного 47 рисунками и 4 таблицами.

4.4. Выводы.

В четвертой главе рассмотрена возможность применения методов ХЕОЬи ЕХАРЭ-спектроскопии для изучения структуры дефектов в исследуемых кристаллах. Возможность применения данных методов нетривиальна, что обусловлено двумя причинами. Во-первых, концентрация примеси мала, в результате чего спектры ЕХАРБ или ХЕОЬ маскируются сильным неселективным поглощением на основных ионах решетки кристалла. Во-вторых, дефекты решетки в щелоч-но-галоидных кристаллах нестабильны при воздействии ионизирующего излучения, вследствие чего их концентрация изменяется во время регистрации спектра, искажая его форму.

Проведенные исследования показали, что по изменениям спектров ХЕОЬ можно изучать динамику образования центров ультрафиолетовой люминесценции в кристаллах КВг. В отличие от фотолюминесценции в области 391 нм, обусловленной только одним типом центров свечения, разрушающихся под действием рентгеновского излучения, в рентгенолюминесценции в данной области принимают участие два типа дефектов, характеризующиеся сильно перекрывающимися полосами в спектре люминесценции. При этом во время регистрации спектра дефекты одного типа разрушаются, а другиестабильны или же образуются, о чем свидетельствует изменение направления скачка интенсивности люминесценции в ХЕОЬ-спектрах, регистрированных последовательно с одного участка образца. Обращение скачка в ХЕОЬ-спектрах наблюдается впервые.

Показана также возможность измерения спектров ЕХАРБ и определения структуры примесных дефектов в ЩГК при концентрациях примеси ниже 0.1%.

Заключение

.

В результате исследований образования центров люминесценции в чистых щелочно-галоидных кристаллах и кристаллах с примесью никеля или индия показано, что количество типов центров люминесценции, возникновение которых стимулировано термообработкой кристаллов, больше, чем отмечается в литературе. Образование дефектов, люминесцирующих в области 350−400 нм, происходит по гиперболическому закону, что соответствует агрегации в димеры. При смене аниона основания положение максимума данной полосы люминесценции изменяется меньше, чем при смене катиона. Это свидетельствует о том, что в образовании центров свечения принимают участие процессы диффузии элементов анионной подрешетки. Несмотря на стабильность, в процессе длительного хранения указанные центры люминесценции частично преобразуются (агрегируются, диффундируют к макродефектам), в результате чего интенсивность люминесценции падает. Тот факт, что интенсивность люминесценции начинает восстанавливаться при температуре 150 °C, соответствующей температуре активации диффузии анионных вакансий, подтверждает участие элементов анионной подрешетки в образовании исследуемых дефектов.

Показано, что в чистых щелочно-галоидных кристаллах существует не менее двух типов дефектов, люминесцирующих под действием рентгеновского излучения в области 350−400 нм. Полосы люминесценции дефектов сильно перекрываются. Один из типов центров свечения в процессе облучения разрушается. Последний факт, а также разрушение дефектов, ответственных за фотолюминесценцию в данной спектральной области, при воздействии на кристалл рентгенов ским излучением, свидетельствует о том, что при фотовозбуждении кристаллов именно этот вид дефектов люминесцирует в области 350 400 нм.

Высокотемпературный прогрев кристаллов приводит к возникновению видимой люминесценции в выращенных образцах, а также способствует образованию дефектов, люминесцирующих в видимой области спектра, в результате воздействия ионизирующим излучением. В последнем случае оптическое разрушение Е-центров стимулирует процесс образования центров видимой люминесценции. Спектральные характеристики ентров свечения, образующихся в результате прогрева и после воздействия, а кристалл рентгеновским излучением, различаются.

Показана возможность изучения нестабильных при воздействии рентгеновского излучения дефектов в щелочно-галоидных кристаллах, а также примесных дефектов в ЩГК с концентрациями примеси ниже 0.1%, методами ЕХАЕ8- и ХЕОЬ-спектроскопии. Впервые наблюдалось изменение направления скачка интенсивности люминесценции в ХЕОЬ-спектрах, последовательно регистрируемых с одного участка кристалла.

Впервые показано, что ряд полос в спектрах поглощения и излучения щелочно-галоидных кристаллов с примесями никеля и индия, ранее приписываемых к характеристикам примесных дефектов, обусловлен дефектами чистых ЩГК, возникновение которых стимулировано термообработкой кристаллов.

Из рассмотрения спектров поглощения, люминесценции и возбуждения кристаллов КаС1-№, на которые воздействовали рентгеновским излучением с последующим фоторазрушением Е-центров, можно сделать вывод, что в результате воздействия рентгеновского излучения в данных кристаллах создается несколько типов центров люминесценции и поглощения. При этом взаимодействие между ними имеет сложный характер, в частности, возможно перепоглощение, а также резонансная передача энергии.

Изучена динамика создания, преобразования и разрушения радиационно созданных примесных центров люминесценции в ЩГК с примесью никеля или индия, приготовленных различными методами.

Показано, что тип и поведение примесных дефектов зависит от метода приготовления кристалла. Впервые на основе экспериментальных исследований доказаны различия между выращенными кристаллами и кристаллами, в которые примесь вводилась диффузией из паровой фазы. При этом одна из причин различий заключается в том, что диффузия по местам нарушений структуры кристаллической решетки увеличивает количество центров, ассоциированных с макродефектами. Обнаружено, что тип примесных центров люминесценции зависит от химической формы вводимой примеси (соль или металл, разные типы солей).

Исходя из рассмотренных данных, можно сделать заключение, что сложившиеся в настоящее время представления о структуре дефектов, включающих ионы никеля, не отражают всей сложности поведения таких дефектов. Поведение ЩГК с примесью индия при воздействии на них ионизирующего излучения позволяет сделать вывод, что общепринятые представления о существовании в исходном кристалле только однозаряженного иона индия в узле решетки не всегда соответствуют действительности. При изучении свойств примесных центров в ЩГК, активированных никелем или индием, необходимо четко разделять спектральные полосы, обусловленные дефектами, включающими ионы данной примеси, и дефектами, характерными для чистых кристаллов.

Результаты проведенной работы позволили повысить чувствительность рассмотренных сред к рентгеновскому излучению в 2 раза.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Rogulis U., Dietze С., Pawlik Т., Hangleiter Т., Spaeth J.M. Hole-trapping sites and the mechanism of the photostimulated luminescence of the x-ray storage phosphor RbI: Tl+ // J. Appl. Phys. 1996. Vol. 80. № 4. P. 2430−2435.
  2. Rogulis U., Tale I., Hangleiter Th., Spaeth J-M. The photostimulation process in the x-ray storage phosphor KBr-In // J.Phys.: Condens. Matter. 1995. Vol.7. P.3129−3137.
  3. A.M., Мягкова М. Г., Рюдигер Ю. Люминесцентная цифровая радиография // Медицинская техника. 1990. № 3. С.27−31.
  4. Т.Н., Калнынын Р. А., Нагли JI.E., Объедков В. П., Пля-винь И.К., Тале А. К. Некоторые физические явления в активированных щелочно-галоидных кристаллах и возможности оптической обработки информации // Автометрия. 1980. № 1. С.66−84.
  5. A.M., Михайлин В. В. Кристаллофосфоры для запоминающих люминесцентных экранов // Успехи химии. 1992. Т.61. Вып.6. С. 1047−1060.
  6. Thorns М. The dynamic range of X-ray imaging with image plates // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. 1997. Vol.389. P.437−440.
  7. Amemiya Y. Imaging plate X-ray area detector based on photostimulable phosphor // Synchrotron Radiation News. 1990. Vol.3. № 2. P.21−27.
  8. Su M.-Z., Zhao W., Chen W., Dong Y., Lin J.-H. X-ray storage phosphors, their properties and mechanism // J. of Alloys and Compounds. 1995. Vol.225. P.539−543.
  9. Д.И., Гюнсбург К. Е., Горин Г. Б., Кочубей В. И., Звездо-ва Н.П. Материал, чувствительный к ионизирующему излучению / Патент на изобретение № 93 009 024/25 от 22.02.93 МКИ: G 01 Т 1/202.
  10. Д.И., Горин Г. Б., Гюнсбург К. Е., Кочубей В. И., Звездо-ва Н.П. Способ регистрации рентгеновского изображения / Положительное решение по заявке № 4 862 218/25 (91 925) от 22.05.92.
  11. Kochubey D.I., Gyunsburg К.Е., Gorin G.B., Kochubey V.I., Zvezdova N.P. The material sensitive to ionization radiation / PCT/RK-93/55, prioritet by 22.02.93.
  12. Г. Б., Гюнсбург K.E., Звездова Н. П., Кочубей В. И. Запись информации на кристаллах КС1−1п // Ж. научной и прикладной фотографии и кинематографии. 1991. Т.36. № 4. С.326−327.
  13. Gyunsburg К.Е., Zvezdova N.P., Kochubey V.I., Gorin G.B. Material for optical information recording based on alkali halide crystals // Optical Memory and Neural Networks. 1994. Vol.3. № 4. P.395−397.
  14. Nowak-Wozny D., Suszynska M. Some structure-sensitive properties of NaCl: Ni2+ crystals // Acta Physica Polonica A. 1992. Vol.81. № 3. P.419−427.
  15. Nowak-Wozny D., Suszynska M., Szmida M., Capeletti R. Optical and dielectrical characteristics of NaCl: Ni2+ crystals // J. of Materials Science. 1993. Vol.28. P.645−648.
  16. H.A., Иншаков Д. В., Олейников Е. А., Хулугуров В. М., Чернышов А. И. Оптические переходы двухвалентного никеля во фториде лития // ЖПС. 1991. Т.54. № 2. С. ЗЗ 1−334.
  17. И.А., Пензина Э. Э. Электронные центры окраски в ионных кристаллах. Иркутск: Восточно-Сибирское книжное изд-во. 1977. 209 с.
  18. А.В., Раджабов Е. А. Спектроскопия кислородных и водородных примесных центров в щелочно-галоидных кристал-лах.-Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1992, 161 с.
  19. Masamitsu Hirai. Formation of color centers in anion-doped crystals // J. Phys. Chem. Solids. 1990. Vol.51. № 7. P.737−745.
  20. Jain V.K. Behavior of divalent cation impurities in alkali halide crystals // Phys. Stat. Sol. (b). 1971. Vol.44. № 1. P. l 1−28.
  21. Itoh N. Creation of lattice defects by electronic excitation in alkali halides // Advances in Physics. 1982. Vol.31. № 5. P.491−551.
  22. Ч.Б. Собственная люминесценция неорганических кристаллов // Труды ИФ АН ЭССР. 1989. Т.63. С.7−18.
  23. Williams R.T. Creation of lattice defects in the bulk and at the surface of alkali halide crystals // Radiation Effects and Defects in Solids. 1989. Vol.109. P.175−187.
  24. Williams R.T. Photochemistry of F-center formation in halide crystals // Semiconductore and Insulators. 1978. Vol. 3. P.251−283.
  25. Williams R.T., Song K.S. The self-trapped exciton // J. Phys. Chem. Solid. 1990. Vol.51. № 7. P.679−716.
  26. Joshi R.V., Wessly John K. Luminescence of undoped sodium chloride // Acta Crystallographica. 1977. Vol. A33. Part 2. P.344−345.
  27. Miyake Isao, Futama Hideo. An impurity center in KC1 and NaCl crystals grown in nitrogen gas // J. Phys. Soc. Jap. 1987. Vol.56. № 2. P.833−837.
  28. З.Л. Из прений по докладу И.А. Парфиановича // Изв. АН СССР. Серия физическая. 1949. Т. 13. № 1. С. 166.
  29. Halperin A., Kristianpoller N. Thermoluminescence spectra of X-ray colored KC1 crystals // J. Opt. Soc. Am. 1958. Vol.48. № 12. P.996−1000.
  30. Halperin A., Schlesinger M. Effect of thermal pretreatment on the thermoluminescence of KC1 crystals // Phys. Rev. Second Series. 1959. Vol.113. № 3. P.762−766.
  31. Halperin A., Kristianpoller N., Ben-Zvi A. Thermoluminescence of X-ray colored NaCl crystals // Phys. Rev. 1959. Vol. 116. № 5. P. 10 811 089.
  32. Andersen Т., Baptista F.L. New oxygen centres in KC1 single crystals // Phys. Stat. Sol. (b). 1971. Vol.44. № 1. P.29−38.
  33. Spicer W.E. Luminescence from sodum chloride // Phys. Rev. Second Series. 1957. Vol.106. № 4. P.726−732.
  34. Кац M.JI. Люминесценция и электронно-дырочные процессы в фотохимически окрашенных кристаллах щелочно-галоидных со-единенний. Саратов: Изд-во Саратовского Университета, 1960, 271с.
  35. Химические реактивы и высокочистые химические вещества. Каталог / О. А. Гольдина, Ю. С. Кузнецова, Т. Г. Иванова и др.-М.: Химия, 1990. 688 с.
  36. Р., Сапунов В. Н. Неформальная кинетика. В поисках путей химических реакций / Пер. с англ. М.: Мир, 1985, 264 с.
  37. Ikeya М. Recombination luminescence in alkali halides doped with divalent cations: (Vk+e)z-tipe emission // Phys. Stat. Sol. (b). 1975. Vol.69. № 1. P.275−284.
  38. H.A., Иншаков Д. В., Олейников Е. А., Хулугуров В. М., Чернышов А. И. Оптические переходы двухвалентного никеля во фториде лития // ЖПС. 1991. Т.54. № 2. С.331−334.
  39. JI.M., Пензина Э. Э., Мецик В. М., Макушев К. А. Фотолюминесценция монокристаллов LiF-Ni++ // ЖПС. 1983. Т.38. Вып.4. С.675−677.
  40. Hayes W., Wilkens J. An investigation of the Ni+ ion in irradiated LiF and NaF // Proceedings of the Royal Society. Series A. 1964. Vol.281. № 1386. P.340−365.
  41. Reynolds M.L., Hagston W.E., Garlick G.F.J. Absorption and infrared emission of nickel and cobalt doped alkali halides // Phys. Stat. Sol. 1968. Vol.30. № 1. P.97−103.
  42. Sootha G.D. Transition metal impurities in alkali halides. I. Optical absorption of 3d transition metal ions // Phys. Stat. Sol. (a). 1970. Vol.1. P.363−373.
  43. Rebane L.A., Polak K., Bohun A. Low-temperature photoluminescence of NaCl-Ni crystals // Czechoslovak Journal of Physics. 1975. Vol. B25. № 4. P.479−482.
  44. И.А., Шипицын С. А. О проникновении ионов никеля в каменную соль // ЖЭТФ. 1937. Т.7. Вып.4. С.556−562.
  45. Кац М.Л., Никольский В. К., Писаревский А. Н., Позняк А. Л., Семенов Б. З. Оптическое поглощение и электронный парамагнитный резонанс в щелочно-галоидных кристаллах, активированных никелем // Оптика и спектроскопия. 1964. Т. 17. Вып.5. С.734−736.
  46. J., Wiegand D.A. // Phys. Rev. 1967. Vol.154. № 3. P.817−830.
  47. Foldvari I., Voszka R., Morlin Z. The properties of Ni ions in NaCl single crystals. 1. Vacuum ultraviolet, ionic conductivity and X-Ray diffraction studies // Phys. Stat. Sol. (b). 1978. Vol.89. P.235−240.
  48. Polak К. Absorption of Ni-centres in alkali chlorides // Z. Physik. 1969. Band 223. Helt 4. S.645−648.
  49. К.Ф. Образование фазы Сузуки в системе NaCl-FeCh // ФТТ. 1984. Т.26. В.9. С.2858−2860.
  50. А.Т., Lilley Е. // Phys. Stat. Sol.(a). 1975. Vol.27. № 2. P.469−475.
  51. Andreev G.A., Hartmanova M., Klimov V.A. Precipitation in Nickel-doped sodum cloride crystals // Phys. Stat. Sol.(a). 1977. Vol.41. P.679−685.
  52. Andreev G.A., Hartmanova M., Klimov V.A. The relationship hbetween local plastic deformation and precipitation morphology in ionic crystals // Phys. Stat. Sol.(a). 1980. Vol.62. № 1. P.35−41.
  53. Canturek J., Suk K. Line scaterring images on crystals of NaCl with nickel II // Czechoslovak journal of Physics. 1963. Vol. bl3. P.800−809.
  54. Кац M.JI., Семенов Б. З. Поглощение и свечение активаторных центров в щелочногалоидных кристаллофосфора, активированных никелем / Сборник «Физика щелочногалоидных кристаллов».- Рига, 1962, С.734−736.
  55. Л.М., Максимова Н. Д. Исследование свойств фосфора NaCl-Ni / Сборник «Физика щелочногалоидных кристаллов».- Рига, 1962, С.206−210.
  56. Nasu Т., Asano Y. Optical absorbtion spectra of nickel ion in alkali halide crystals in the ultraviolet region // J. Phys. Soc. Jap. 1969. Vol.27. № 1.P.264.
  57. Kanturek J., Suk. К. Поглощение и рассеяние монокристаллов NaCliNi // Czechoslovak journal of Physics. Vol.B.12. № 7. P.549−554.
  58. И.А., Яровой П. Н. Природа инертности фотости-мулированной люминесценциии кристаллофосфора NaCl-Ni. // Изв. АН СССР. Серия физическая. 1971. Т.35. № 7. С.1316−1319.
  59. JI.M. Рентгенолюминесценция фосфора NaCl(Ni) // Оптика и спектроскопия. 1967. Т.22. Вып.З. С.439−442.
  60. Yarotsos P., Miliotis D. New aspects on the dielectric properties of the alkali halides with divalent impurities // J. Phys. Chem. Solids. 1974. Vol.35. P.927.-930.
  61. C., Fieschi R., Guidi G. // Phys. Rev. 1966. Vol.148. P.816.
  62. А.Г., Петросян M.M., Храмцов В. А. ЭПР Mn2+ центров в регулярном окружении в кристалле КС1 // ФТТ. 1986. Т.28. Вып.8. С. 2529.-2531.
  63. И.А., Шуралева Е. И. Роль структурных дефектов в свечении NaCl-Ni фосфоров / Сборник «Физика щелочногало-идных кристаллов».- Рига, 1962, С.206−210.
  64. И.А. Люминесценция NaCl-Ni-фосфора, возбужденного рентгеновыми лучами // Известия АН СССР. Сер. физическая. 1949. Т.13. № 1. С.161−165.
  65. И.А., Шуралева Е. И. Исследование деталей механизма свечения фосфоров NaCl-Ni // Известия вузов. Физика. 1961. № 1. С.94−97.
  66. И.А. Об активаторных уровнях захвата электронов в NaCl-Ni-фосфоре // Оптика и спектроскопия. 1959. Т.6. Вып.2. С. 189−193.
  67. Iida Y., Tomono Y. Diffusion coefficients of CO60 and Ni63 In NaCl crystals //J. Phys. Soc. Japan. 1964. Vol.19. P.1264.
  68. Ф. Химия несовершенных кристаллов.-М.: Мир, 1969. 654 с.
  69. A.M. Введение в физическую химию кристаллофосфо-ров.-М: Высш. школа, 1982.- 376 с.
  70. Ч.Б., Лущик Н. Е., Соовик Т. А., Пиногорова Л. А., Яан-сон Н.А. Поверхностноактивированные сцинтилляторы // Труды ИФА АН ЭССР. 1966. Т.31. С.160−182.
  71. Физические величины: справочник / Под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова.-М.: Энергоатомиздат, 1991, 1232 с.
  72. Н.Е., Маароос А. А., Никифорова О. А., Фрорип А. Г., Яансон Н. А. Кристаллы КС1, RbCl, КВг повышенной чистоты и совершенства // Труды ИФ АН ЭССР. 1987. Т.61. С.7−32.
  73. Ranfagni A., Mugnai D., Bacci М. The optical properties of thallium-like impurities in alkali-halide crystals // Advanced in Physics. 1983. Vol.32. № 6. P.823−905.
  74. В.А., Петров Е. С. Физико-химическое изучение систем 1пСЬ-МеС1 // Известия Сибирского отделения АН СССР. Серия химических наук. 1968. № 4. Вып.2. С.67−72.
  75. П.И., Малова Н. С., Воробьева Г. В. Взаимодействие низших хлоридов индия с хлоридами лития и натрия // Ж. неорганической химии. 1971. Т. 16. Вып.9. С.2598−2599.
  76. Н.Е., Лущик Ч. Б. О моделях центров люминесценции в щелочно-галоидных кристаллофосфорах сцинтилляторы // Труды ИФА АН ЭССР. 1957. Т.6. С.5−62.
  77. Н.Е. Щелочно-галоидные фосфоры, активированные индием // Труды ИФА АН ЭССР. 1957. Т.6. С.149−168.
  78. Кочубей Д.И. EXAFS спектроскопия катализаторов. — Новосибирск: ВО «Наука». Сибирская издательская фирма. 1992. 145 с.
  79. O’Day P.A., Rehr J.J., Zabinsky S.I., Brown G.E. Extendet X-ray Absorption Fine Structure (EXAFS) Analysis of Disorder and Multiple-Scattering in Complex Crystaline Solids // J. Am. Chem. Soc. 1994. Vol. 116. P.2938−2949.
  80. Murata Т., Harada K., Emura S., Moriga Т., Nomura M., Bauchspiess K.R., Maeda H. Luminiscence yeld spectra through X-ray exitation optical XAFS // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 1992. Vol. A319. P.290−294.
  81. Frentrup, Schroder D., Manzke R., Correction of self absorbtion on XAS measurements in fluorescence mode // Journal de Physique IV. 1997. Vol.7. P. C2−509 C2−510.
  82. Troger L., Arvanitis D., Baberschke K., MichaelisH., Grimm U., Zschech E. Full correction of the self-absorption in soft-fluoriscenceextendet x-ray-absorption fine structure // Phys. Rev. B. 1992. Vol.46. № 6. P.3283−3289.
  83. Coulon J., Tola P., Lemonnier M., Dexpert-Ghys J. On a site-selective EXAFS experiment using optical emission // Chemical Physics. 1983. Vol.78. P.347−356.
  84. Borodkina T.A., Kochubey V.I. Dynamics of luminescence center structure modification in KBr on excitation spectra of optical luminescence by x ray // Proc. SPIE. 1999. V.3726. P.285−287.
  85. Kochubey V.I., Gyunsburg K.E., Sedova Yu.G., Zvezdova N.P. Investigation of structure of UV luminescence centres in pure alkali halide crystals with SR // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, section A. 1998. Vol.405. P.355−358.
  86. К.Е., Звездова Н. П., Кочубей В. И., Седова Ю. Г. Дефекты структуры в щелочно-галоидных кристаллах с примесью никеля / Актуальные вопросы научных исследований, часть 2.
  87. Саратов: Изд-во Саратовского педагогического института. 1997. С. 27−32.
  88. К.Е., Звездова И. П., Кочубей В. И., Седова Ю. Г. Радиофотолюминофоры на основе кристаллов NaCl-Ni / Проблемы и достижения люминесцентной спектроскопии: Тез. докл. Всерос. семинара.- Саратов: Изд-во Сарат. ун-та. 1998. С. 49.
  89. К.Е., Звездова Н. П., Кочубей В. И., Седова Ю. Г., Бородкина Т. А. Структура примесных дефектов в люминофорах КС1−1пС13 / Проблемы и достижения люминесцентной спектроскопии: Тез. докл. Всерос. семинара.- Саратов: Изд-во Сарат. ун-та. 1998. С. 48.
  90. Kochubey V.l., Gyunsburg К.Е., Zvezdova N.P., Gorin G.B., Sedova Yu.G. High-resolution x-ray microscopy for biological objects // Proc. SPIE. 1999. V.3726. P.58−61.
  91. Kochubey V.l., Gyunsburg K.E., Zvezdova N.P., Gorin G.B., Sedova Yu.G. Aggregation of impurity in NaCl-Ni crystals // Proc. SPIE. 1999. V.3726. P.281−284.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!