Роль домішкових іонів CO3 у процесах утворення центрів свічення і центрів забарвлення в кристалах йодиду цезію - Автореферат

Національна академія наук України Дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наукРобота виконана у науково-дослідному відділенні лужногалоїдних кристалів Науково-технологічного концерну "Інститут монокристалів" НАН України Науковий керівник - член-кореспондент НАН України, доктор технічних наук, професор Гриньов Борис Вікторович, Генеральний директор Науково-технологічного концерну "Інститут монокристалів" НАН України Івана Франка доктор фізико-математичних наук, старший науковий співробітник, професор Малюкін Юрій Вікторович, провідний науковий співробітник, НТК "Інститут монокристалів" НАН України Захист відбудеться "15" листопада 2000 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої Вченої ради Д 64.169.01 Інституту монокристалів НАН України за адресою: 61001, м.Кристали CSI(Tl) і CSI(Na) належать до найбільш ефективних сцинтиляційних матеріалів. У ряді робіт зверталася увага на те, що не тільки катіонні домішки створюють центри свічення в кристалах CSI, зокрема, вивчалися кристали зі складними молекулярними аніонами (МА), проте домінувала добре аргументована точка зору, що кисневомісні МА, наприклад CO32-, призводять тільки до зниження виходу люмінесценції і погіршують інерційні властивості сцинтиляторів. З одного боку, деградацію світлового виходу пояснювали погіршенням прозорості матеріалу внаслідок утворення активаторних центрів забарвлення (ЦЗ), з іншого боку, було відомо, що не у всіх кристалах процеси фото-і радіаційно-хімічного забарвлення протікають однаково ефективно. дослідження механізмів радіаційного дефектоутворення в кристалах CSI, CSI(Na) і CSI(Tl), що містять OH-і CO32-іони; Досліджено процеси радіаційного дефектоутворення в кристалах CSI(Na), визначені оптимальні концентрації активатора, що забезпечують високу радіаційну стійкість детекторів на основі CSI(Na).При наявності домішок у кристалах поряд із F,H-парами виникають навколодомішкові F,H-центри. Утворення ЦЗ в активованих ртутеподібними іонами кристалах з ОЦК ґраткою має свої особливості. Встановлено, що після g-опромінення (102 Гр) інтенсивність смуг в спектрах ІЧ-поглинання, характерних для СО32-іонів, зменшується, при цьому зявляються нові смуги в області 593, 663, 745, 830, 947, 1223, 1315, 1679, 3318 см-1, положення і співвідношення інтенсивностей яких дозволяє приписати їх НСО3-іонам [17]. Отримані результати показують, що коли всі іони СО32-повязані в комплекси з іонами Na , то радіаційно-хімічних перетворень (реакція 1) з утворенням НСО3--іонів і F-центрів у кристалі CSI не відбувається. Як і у кристалах CSI(CO3), в кристалах CSI(Tl,CO3) опромінення стимулює протікання радіаційно-хімічної реакції з утворенням НСО3-іонів, а значить і F-центрів, що можуть трансформуватися в F-подібні центри.У кристалах CSI(CO3) реалізується ефективний перенос енергії від ґратки до центрів свічення. Запропонована модель і механізм утворення активаторних центрів забарвлення, відповідальних за смуги поглинання 430, 520, 560, 840, 975 нм, згідно з якими дифузія F-центрів до димерів талію призводить до утворення центрів типу FAA. Комплекси натрію з іонами CO32-як у кристалах CSI(Na), так і в CSI(Tl,Na), блокують утворення F-центрів. Наявність у кристалі CSI(Tl) натрію як співактиватора не призводить до зміни основних характеристик сцинтилятора, якщо вміст активатора не менше, ніж 9Ч10-2 % TLI. Зменшення світлового виходу спостерігається тільки у випадку невідповідності спектральної чутливості фотоприймача спектру свічення кристала.

2. Основний зміст роботи