Оптические инструменты, вооружающие глаз
ции галита
Для того, чтобы получить детальную картину разгорания рекомбинационной
люминесценции F-центров в кристаллах галита, были проведены следующие
эксперименты. Рентгенолюминесцентная установка регистрировала изменение
интенсивности излучения в полосе 390 нм по мере экспозиции образца
рентгеновским излучением. При этом на ленте самописца регистрировалась
кривая разгорания РЛ. В результате зарегистрированы монотонные кривые
разгорания, аналогичные показанным на рис. 17.
[pic][pic]
Рис. 17. Кривые разгорания РЛ в монокристаллах польской соли (слева) и
сопоставление кривых разгорания в монокристаллическом и порошковом
препаратах прозрачной польской соли (справа). Маркеры - значения, снятые с
экспериментальных кривых разгорания, кривые - аппроксимация теоретическими
зависимостями.
Как уже отмечалось, кривые разгорания РЛ в порошке и монокристалле
сильно различаются (рис.17). В начальный момент времени для порошков
характерна более высокая интенсивность рекомбинационной люминесценции
нежели, чем в монокристалле. Но в дальнейшем их интенсивности свечения
выравниваются.
3. Кинетика накопления F-центров
Кинетика накопления F-центров в кристаллах щелочных галоидов
рассматривается во многих работах. Например, в [24] рассматривается
кинетика разгорания люминесценции различных электронно-дырочных центров с
учетом процессов перезахвата свободных носителей заряда конкурирующими
ловушками электронов и дырок. Наличие в кристалле предцентров
постулируется. В монографии К. Пшибрама [11] рассматриваются различные
модели накопления F-центров в щелочных галоидах, в которых учитываются
электронно-дырочные процессы, происходящие в кристаллах под действием b- и
g-радиации и возможность радиационного отжига потенциальных центров. При
рентгеновском облучение в галите возможно как образование, так и
рекомбинация предцентров. Кроме того, в изучаемых кристаллах некоторые
следы агрегатных F-центров начинают появляться только после больших времен
рентгеновской экспозиции кристаллов, поэтому такими каналами уменьшения
концентрации F-центров можно пренебречь, что значительно упростит вид
теоретических зависимостей.
Кинетику образования F-центров рассмотрим в рамках следующей простой
модели. Процесс образования F-центров должен учитывать образование вакансий
Cl, их рекомбинацию, захват вакансией электронов зоны проводимости с
образованием F-центров и их рекомбинацию с дырками валентной зоны в поле
рентгеновского излучения. Опишем сначала процесс образования вакансий Cl -
потенциальных F-центров. Допустим, что скорость образования вакансий Cl
-пропорциональна мощности потока рентгеновского излучения - D. Скорость их
рекомбинации пропорциональна числу имеющихся вакансий N, умноженному на
вероятность рекомбинации R. Тогда скорость накопления вакансий запишется в
виде дифференциального уравнения:
[pic]. (3.8)
Если принять, что до облучения в кристалле присутствовало N(t=0)=N0
вакансий, а в стационарном состоянии N(t®Ґ)=NҐ=D/R, то получим следующее
решение (3.8):
[pic]. (3.9)
[pic]
Рис.18. Энергетическая схема кристалла NaCl с примесными уровнями F-
центров.
Теперь рассмотрим собственно процесс образования F-центров (рис.18).
Под действием радиации в кристалле с вероятностью g образуются пары
свободных электронов и дырок. В кристалле имеется N потенциальных F-
центров. С вероятностью a электрон захватывается предцентром с образованием
F-центра, их текущая концентрации - n. Скорость их образования будет
пропорциональна a*N. С вероятностью b происходит рекомбинация захваченного
электрона с дыркой, скорость этого процесса b*n. Возможностью агрегатизации
F-центров пренебрегаем. Изменение количества F-центров запишется в виде
дифференциального уравнения:
[pic]. (3.10)
После подстановки (3.9) имеем:
[pic]. (3.11)
В исходных кристаллах независимо от их окраски концентрация F-центров
близка к нулю, т. к. их полоса поглощения в оптических спектрах практически
отсутствует. С учетом этого решение уравнения (3.11) запишется в виде:
[pic]. (3.12)
В стационарном состоянии (t®Ґ) n=nҐ=NҐa/b. Рассмотрим частные случаи
решения.
Качественные кристаллы без вакансий, N0=0. Если принять, что скорость
рекомбинации потенциальных центров гораздо ниже скорости рекомбинации F-
центров (R<>1, (R<
| |  скачать работу |
Оптические инструменты, вооружающие глаз |
