Бекмырза_Диссер_для_рассылки (1)
.pdf
|
100 |
а |
|
Na2SO4_3,45_eV_300K |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Na2SO4_3,45_eV_80K |
|
|
|
отн.ед. |
|
|
|
|
|
|
1 |
в |
|
|
|
|
|
|
|
Интенсивность |
50 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
6,0 |
5,5 |
5,0 |
4,5 |
4,0 |
3,5 |
|
|
|
|
Энергия, эВ |
|
|
|
|
|
|
а – возбуждение полосы на 3,45 эВ |
|
|
||
Интенсивность в отн.ед.
2500 |
б |
Na2SO4_3,1_eV_300K |
|
||
|
|
Na2SO4_3,1_eV_80K |
2000 |
|
|
1500 |
|
|
1000 |
|
|
500 |
|
|
0
6,0 |
5,5 |
5,0 |
4,5 |
4,0 |
3,5 |
3,0 |
Энергия, эВ
б – возбуждение полосы на 3,1 эВ
Рисунок 3.3 - Спектр возбуждения фотолюминесценции кристалла Na2SO4 при
80 К и 300 К, лист 1
51
Интенсивность в отн.ед.
1600 
в Na2SO4_2,7eV_80K
Na2SO4_2,7_eV_300K
1200
800
400
0
6,0 |
5,5 |
5,0 |
4,5 |
4,0 |
3,5 |
3,0 |
Энергия, эВ
Интенсивность в отн.ед.
в – возбуждение полосы на 2,7 эВ
600
г Na2SO4_2,43eV_80K Na2SO4_2,43eV_300K
400
200
0
6,0 |
5,5 |
5,0 |
4,5 |
4,0 |
3,5 |
3,0 |
2,5 |
Энергия, эВ
г – возбуждение полосы на 2,43 эВ
Рисунок 3.3, лист 2
52
1,0
Интенсивность в отн. ед
0,5
0,0
4,5 |
4,0 |
3,5 |
3,0 |
2,5 |
2,0 |
1,5 |
Энергия, эВ
Рисунок 3.4 - Спектр излучения кристалла Na2SO4 при температуре 300 K, при возбуждении фотонами с энергией 4,75 эВ
На рисунке 3.5 (кривая 1) представлена рентгенолюминесценция кристалла LiKSO4 при температуре 80 К. На этом же рисунке показана (кривая 2) рентгенолюминесценция кристалла LiKSO4 при температуре 300 К. Из рисунка видно, что максимумы рентгенолюминесценции облученных кристаллов LiKSO4 при 300 К и 80 К, отличаются незначительно всего на 0,05 эВ. В обеих случаях наблюдается ассиметричная широкая полоса излучения в спектральном интервале (4,1-2,2) эВ.
На рисунке 3.6 (кривая 1) представлена фотолюминесценция кристалла LiKSO4 при температуре 80 К. На этом же рисунке (кривая 2) представлена фотолюминесценция кристалла LiKSO4 при температуре 300 К. В обоих случаях кристаллы возбуждались ртутной лампой с энергией фотона 6,2 эВ. Из рисунка 3.6 видно, что появляется широкая полоса с несколькими максимумами при 3,65 эВ, 3,3 эВ, 3,1 эВ, 2,66 эВ, 2,42 эВ. Эти максимумы проявляются при облучении фотонами при температурах 80 К и 300 К, но с разной интенсивностью. Из сравнения спектров рентгенолюминесценции со спектрами фотолюминесценции можно сделать следующие выводы.
53
|
24 |
|
|
|
|
|
22 |
|
|
|
|
|
20 |
|
1 |
|
|
. ед |
18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
16 |
|
|
|
|
|
в отн |
|
|
|
|
|
14 |
|
|
|
|
|
Интенсивность |
12 |
|
|
|
|
10 |
|
2 |
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
|
|
|
Энергия, эВ |
|
|
|
|
1 – при 80 К, 2 – при 300 К |
|
|
|
|
Рисунок 3.5 – Рентгенолюминесценция кристалла LiKSO4 |
|
|||
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
10 |
|
|
|
|
ед |
|
|
|
|
|
отн. |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
Интенсивность |
6 |
|
|
|
|
4 |
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
|
|
|
Энергия, эВ |
|
|
|
1 – при температуре 80 К, 2 – при температуре 300 К |
|
|||
Рисунок 3.6 - Фотолюминесценция кристалла LiKSO4 . В обоих случаях кристаллы возбуждались ртутной лампой с энергией фотона 6,2 эВ.
54
При рентгеновском возбуждении преобладающими излучениями является высокоэнергетическая полоса люминесценции при (3,6-3,65) эВ. Эта же полоса излучения 3,65 эВ проявляется при фотовозбуждении, но гораздо с меньшей интенсивностью по сравнению с длинноволновыми полосами при 3,3 эВ, 2,66 эВ и 2,43 эВ, которые проявляются при низкоэнергетическом возбуждении фотонами с энергией 6,2 эВ.
На рисунке 3.7 представлен спектр возбуждения широкой полосы излучения кристалла LiKSO4 в спектральном интервале (1,8–4,1) эВ. Полоса излучения с максимумом при 3,6 эВ возбуждается фотонами с энергией 6,2 эВ (рисунок 3.7, кривая 3). Полоса излучения с максимумом при 2,66 эВ возбуждается фотонами с энергией 6,1 эВ, (рисунок 3.7, кривая 1), а полоса излучения при 2,40 эВ возбуждается при 5,5 эВ и 5,0 эВ соответственно (рисунок 3.7, кривая 2). Длинноволновая полоса излучения при 1,8 эВ возбуждается при 2,7 эВ (рисунок 3.7, кривая 4). Необходимо отметить, что каждой полосе излучения в фотолюминесценции в спектральном интервале от 5 эВ до 6,2 эВ соответствует отличающаяся полоса возбуждения. Фотовозбуждение кристалла LiKSO4 фотонами с энергией до 6,2 эВ создают низкоэнергетические электронные возбуждения – молекулярные экситоны.
|
16 |
|
14 |
ед |
12 |
отн. |
10 |
в |
|
Интенсивность |
8 |
|
|
|
6 |
4
2
0
7
2
4
1
3
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
Энергия, эВ
1 – для полосы излучения 3,5 эВ, 2 – для полосы излучения 2,66 эВ, 3 – для полосы излучения 2,44 эВ и 4 – для полосы излучения 1,8 эВ
Рисунок 3.7 – Спектры возбуждения при 300 К кристалла LiKSO4
55
При распаде таких электронных возбуждений создаются электроннодырочные центры захвата с различными энергетическими и геометрическими расстояниями.
На рисунке 3.8 представлен спектр рентгенолюминесценции кристалла Li2SO4 : H2O взятого из работы [54]. На этом же рисунке 3,8 (кривая 2) представлен спектральный состав пика ТСЛ (140-160) К облученного кристалла Li2SO4 ;H2O при 80 К, здесь же показана (рисунок 3,8, кривая 3) фосфоресценция облученного Li2SO4 ;H2O при 80 К. Из рисунка 3,8 видно, что при рентгенолюминесценции, в спектральном составе ТСЛ и фосфоресценции появляются широкая полоса излучения с несколькими максимумами.
На рисунке 3.9 (кивая 1 и 2) представлен спектр фотолюминесценции возбужденного кристалла Li2SO4 : H2O с энергией фотона 6,2 эВ при 80 К и 300 К, соответственно. Из рисунка 3.9 видно, что в фотолюминесценции при 300 К в процессе рентгенолюминесценции появляется широкий пик с максимумами при 3,7 эВ, (3,0– 3,1) эВ, 2,7 эВ и 2,43 эВ. При температуре жидкого азота наблюдаются те же полосы излучения, только в (2÷2,5) раза интенсивнее.
На рисунке 3.10 представлен спектр возбуждения кристалла Li2SO4 для
полос излучения 3,0 эВ, 2,66 эВ и 2,43 эВ – при температуре жидкого азота. Полоса излучения 3,0 эВ появляется при возбуждении фотонами с энергиями 6,2 эВ, 5,6 эВ, 4,7 эВ, 4,1 эВ, 4,0 эВ – при температуре жидкого азота (рисунок 3.10, кривая 1). Полоса излучения с максимумами 2,66 эВ возбуждаются фотонами с энергией 6,2 эВ, 5,5 эВ, 4,0 эВ – при температуре жидкого азота, а полоса излучения 2,43 эВ возбуждается фотонами с энергией 6,2 эВ, 5,4 эВ, 4,7 эВ, 4,1 эВ и 3,2 эВ при температуре жидкого азота.
На рисунке 3.11 представлен спектр возбуждения Li2SO4 : H2O в широкой области спектра от 5 до 11,5 эВ при температуре 300 К и 80 К, взятого из работы автора [121]: коротковолновая часть широкополосного излучения выделялась с помощью фильтра NiSO4 : 7H2O + UFS − 2 .
Из рисунка 3.11 (кривая 1) видно, что коротковолновая часть широкой полосы излучения эффективно возбуждается в вакуумно-ультрафиолетовой области от 9 эВ до 11,5 эВ, а менее эффективно - в спектральной области от 5,8 эВ и до 8 эВ. Длинноволновая часть от 3 эВ до 1,5 эВ полосы излучения выделяется с помощью фильтра БС-4 при 80 К и 300 К.
Так же, из рисунка 3.11 (кривая 2 и 3) видно, что длинноволновая полоса излучения возбуждается с большой эффективностью в спектральной области от 5 эВ до 8 эВ, а с меньшей эффективностью – в спектральной области от 9 эВ до
11,5 эВ.
Таким образом, в коротковолновой части широкой полосы излучения в кристалле Li2SO4 : H2O эффективно возбуждаются рентгеновскими лучами и фотонами с энергиями от 9 эВ до 11,5 эВ, а длинноволновая часть широкой полосы (3,0-1,5) эВ возбуждаются при энергиях от 8 эВ до 5 эВ, где создаются молекулярные экситоны и низкоэнергетические электронно-дырочные пары.
56
10
отн. ед. |
|
в |
|
Интенсивность |
5 |
|
|
|
0 |
a
1
2
3
5 |
4 |
3 |
2 |
Энергия, эВ
а – после 30 минут облучения; 1 – рентгенолюминесценция; 2 – туннельной люминесценции; 3 – спектральный
состав пика ТСЛ при 155-165 К
Интенсивность в отн. ед.
1,0 |
б |
|
1
2
0,5
3
0,0
5 |
4 |
3 |
2 |
Энергия, эВ
б – после 4 часов облучения; 1 – рентгенолюминесценция; 2 – туннельной люминесценции; 3 – спектральный
состав пика ТСЛ при 155-165 К
Рисунок 3.8 – Спектры люминесценции кристалла Li2SO4 : H2O [54]
57
|
1,0 |
|
|
|
|
ед |
|
|
1 |
|
|
в отн. |
|
|
|
|
|
Интенсивность |
0,5 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,0 |
|
|
|
|
|
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
|
|
|
Энергия, эВ |
|
|
|
1 – при температуре 80 К; 2 – при температуре 300 К |
|
|||
Рисунок 3.9 - Спектр фотолюминесценции кристалла Li2SO4 : H2O |
|||||
|
возбужденного при энергиях фотонов 6,2 эВ |
|
|||
|
1,0 |
|
|
|
|
отн. ед |
|
|
|
|
|
в |
|
3 |
|
|
|
Интенсивность |
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
2 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,0 |
|
|
|
|
|
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
|
|
|
Энергия, эВ |
|
|
1 – для полосы излучения 3,0 эВ; 2 – для полосы излучения 2,66 эВ; 3 – для |
|||||
|
|
полосы излучения 2,43 эВ |
|
|
|
Рисунок 3.10 - Спектры возбуждения кристалла Li2 SO4 при температуре жидкого азота.
58
Интенсивность в отн. ед.
3
6
2
4
2
1
0
11 |
10 |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
Энергия, эВ
1– через фильтр NiSO4 : 7H2O + UFS − 2 при 80 К;
2– при температуре 300 К через фильтр БС–4; 3– при температуре 80 К через фильтр БС–4
Рисунок 3.11 – Cобственное излучение Em = 3 - 4,2 эВ кристалла Li2SO4 : H2O [121]
На рисунке 3.12 представлен спектр рентгенолюминесценции кристалла LiNaSO4 облученного при 80 К (кривая 1) и 300 К (кривая 2). Появляется широкая полоса рентгенолюминесценции с несколькими максимумами. Интенсивность полосы излучения при 80 К – в два раза выше чем у облученного LiNaSO4 при 300 К.
На рисунке 3.13 представлен спектр фотолюминесценции кристалла LiNaSO4 , облученного фотонами с энергиями 6,2 эВ при 80 К (кривая 1) и 300 К (кривая 2). Видно, что появляются полосы фотолюминесценции при 3,9 эВ, 3,65 эВ, 3,3 эВ, 3,0 эВ, 2,66 эВ и 2,4 эВ. Широкая полоса излучения при 80 К в два раза интенсивнее, чем излучения при 300 К, т.е. такие соотношения, как и облученного рентгеновским излучением LiNaSO4 .
На рисунке 3.14 представлен спектр возбуждения фотолюминесценции кристалла LiNaSO4 . Коротковолновая полоса излучения при 3,73 эВ возбуждается фотонами с энергией 5,4 эВ, 5,6 эВ до 6,2 эВ (кривая 1), полоса излучения 3,36 эВ возбуждается при 5,55 эВ и 6,0–6,2 эВ (кривая 2), полоса излучения 2,9 эВ возбуждается при 5,55 эВ, 5,75 эВ и 6,1 эВ (кривая 3), полоса излучения 2,66 эВ возбуждается при 5,55 эВ и 5,75 эВ (кривая 4).
59
|
8 |
|
|
|
|
ед |
6 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
||
отн. |
|
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
Интенсивность |
4 |
|
|
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
|
|
|
Энергия, эВ |
|
|
1 – облученный при температуре 80 К; 2 – облученный при температуре 300 К |
|||||
Рисунок 3.12 - Спектр рентгенолюминесценции кристалла LiNaSO4 |
|||
|
120 |
|
|
ед. |
|
1 |
|
. |
80 |
|
|
в отн |
|
||
|
|
|
|
Интенсивность |
40 |
2 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
4 |
3 |
2 |
|
|
Энергия, эВ |
|
1 – облученный при температуре 80 К; 2 – облученный при температуре 300 К |
|||
Рисунок 3.13 - Спектр фотолюминесценции кристалла LiNaSO4 облученного фотонами с энергиями 6,2 эВ
60