Термо- і фотостимульовані процеси в люмінесцентних і світлочутливих матеріалах на основі галогенідів кадмію та свинцю

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Львівський національний університет імені Івана Франка

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата фізико-математичних наук

ТЕРМО- І ФОТОСТИМУЛЬОВАНІ ПРОЦЕСИ В ЛЮМІНЕСЦЕНТНИХ І СВІТЛОЧУТЛИВИХ МАТЕРІАЛАХ НА ОСНОВІ ГАЛОГЕНІДІВ КАДМІЮ ТА СВИНЦЮ

01.04.10 - фізика напівпровідників і діелектриків

Новосад Ірина Степанівна

Львів-2008

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Львівському національному університеті імені Івана Франка Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: доктор фізико-математичних наук, професор

Бордун Олег Михайлович,

Львівський національний університет імені Івана Франка,

професор кафедри фізичної і біомедичної електроніки

Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, професор

Капустяник Володимир Богданович,

Львівський національний університет імені Івана Франка,

завідувач кафедри фізики твердого тіла;

доктор фізико-математичних наук, професор

Давидюк Георгій Євлампійович,

Волинський національний університет імені Лесі Українки,

завідувач кафедри фізики твердого тіла

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Шаруваті кристали належать до класів сполук із властивостями важливими як у теоретичному, так і в практичному плані. Сильний іонно-ковалентний зв'язок між іонами одного шару та слабкий Ван-дер-Ваальсовий зв'язок між шарами спричинюють анізотропію механічних, оптичних та електричних властивостей.

Підвищена увага до кристалів PbI₂, CdI₂ і CdBr₂ зумовлена перспективами їхнього практичного застосування як світлочутливих реєструючих середовищ, сцинтиляційних та напівпровідникових детек-торів іонізуючих випромінювань, фотохромних матеріалів, ефективних рентгено- і фотолюмінофорів. Кристалохімічні властивості, структури енергетичних зон та екситонні процеси у цих сполуках добре вивчені. Особливості спектральних характеристик неактивованих і активованих домішками гомологічних аніонів, ртутеподібними домішками, рідкісноземельними елементами та іонами групи заліза кристалів PbI₂, CdI₂ і CdBr₂ раніше досліджені переважно при оптичному збудженні.

Незважаючи на певні успіхи у сфері дослідження оптико-люмінесцентних та електрофізичних властивостей цих систем, є ще низка проблем, які потребують поглибленого вивчення. Остаточно не з'ясовано електронні спектри ртутеподібних та інших домішок, особливості процесу активації шаруватих кристалів. Важливо з'ясувати роль власних та домішкових дефектів у фотохімічних, рекомбінаційних випромінювальних і безвипромінювальних процесах, а також у формуванні центрів свічення і захоплення в монокристалічних люмінесцентних та світлочутливих матеріалах. Тому комплексне дослідження активованих шаруватих кристалів галогенідів кадмію та свинцю при різних видах збудження в широкому температурному інтервалі, без сумніву, актуальне.

У процесі виконання дисертаційної роботи досліджено оптико-спектральні та люмінесцентно-кінетичні характеристики неактивованих і активованих кристалів, отриманих на основі PbI₂, CdI₂ та CdBr₂, при збуд-женні рентгенівськими квантами, випромінюванням азотного лазера та оптичному збудженні. Проведено дослідження електретних властивостей кристалів PbI₂. З'ясовано механізми випромінювальних процесів, встановлено природу і визначено параметри низки оптично та електрично активних центрів у досліджених системах.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана на кафедрах загальної фізики, фізичної і біомедичної електроніки та експериментальної фізики Львівського національного університету імені Івана Франка відповідно до держбюджетних тем: “Електронні збудження, міграційні і рекомбінаційні процеси в люмінесцентних і світлочутливих матеріалах на основі оксидів і галогенідів металів” (реєстраційний № 0100U001417); “Швидкозмінні випромінювальні процеси в нових сцинтиляційних матеріалах для реєстрації високоенергетичних квантів та потоків частинок” (реєстраційний № 0100V001439); “Електронні стани активних центрів, термо- і фотостимульовані процеси в люмінесцентних і світлочутливих матеріалах на основі оксидів і галогенідів металів” (реєстраційний № 0103U001940); “Електронні та іонні процеси в люмінесцентних і світлочутливих матеріалах на основі оксидів і галогенідів металів” (реєстраційний № 0106U001288).

Мета і задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи є встановлення механізмів рекомбінаційних, фотохімічних і релаксаційних процесів, з'ясування процесів передачі енергії збудження до центрів свічення, запасання світлосуми, перетворення дефектів під дією збуджуючої радіації і температури в люмінесцентних та світлочутливих матеріалах на основі PbI₂, CdI₂, CdBr₂ та створення на підставі проведених досліджень нових матеріалів із високою чутливістю до дії іонізуючих випромінювань.

Для досягнення мети в роботі вирішували такі задачі:

Ё виготовлення зразків із кристалів, отриманих на основі PbI₂, CdI₂ та CdBr₂;

Ё комплексне дослідження оптико-спектральних та люмінесцентно-кінетичних властивостей кристалів у широкому температурному інтервалі при оптичному, лазерному та рентгенівському збудженнях;

Ё дослідження електретних властивостей кристалів PbI₂;

Ё аналіз отриманих експериментальних результатів та інтерпретація механізмів генерації, міграції та релаксації електронних збуджень, термо- і фотостимульованих оптико-люмінесцентних та електрофізичних процесів у досліджуваних люмінесцентних та світлочутливих матеріалах;

Ё розробка сцинтилятора рентгенівського випромінювання на основі CdI₂ і фоточутливого матеріалу на основі CdBr₂ та встановлення механізмів фізичних процесів, що зумовлюють їхню дію.

Об'єкт досліджень - оптико-спектральні, люмінесцентно-кінетичні, фото- і термоактиваційні характеристики неактивованих, моно- та поліактивованих кристалів на основі PbI₂, CdI₂ і CdBr₂, термо- і фотостимульована поляризація та деполяризація кристалів PbI₂.

Предмет досліджень - механізми генерації, міграції та релаксації електронних збуджень, термо- і фотостимульовані оптико-люмінесцентні та електрофізичні процеси, природа та параметри оптично і електрично активних центрів у люмінесцентних та світлочутливих матеріалах на основі PbI₂, CdI₂ і CdBr₂.

Методи досліджень. Для досягнення поставленої мети використано такі методи досліджень:

Ё фото- і термостимульована деполяризація;

Ё спектрофотометричні методи для визначення оптичних параметрів;

Ё люмінесцентна спектроскопія при оптичному, лазерному та рентгенівському збудженнях;

Ё люмінесцентна спектроскопія з розділенням у часі при імпульсному рентгенівському збудженні;

Ё термоактиваційна люмінесцентна спектроскопія та інші методи.

Експериментальні результати опрацьовано за допомогою комп'ютерних програм.

Наукова новизна отриманих результатів. Під час реалізації вищевказаних задач вперше отримано такі наукові результати:

Ё виявлено, що при 85 К електретні стани утворюються у кристалах PbI₂ під час темнової поляризації електричним полем, при фотополяризації світлом з ділянок власного і прикраєвого поглинання та в процесі охолодження зразків у полі температурного градієнта;

Ё встановлено, що максимум струму термостимульованої деполяризації термоелектретного стану в PbI₂ при 170 К зумовлений дипольною релаксацією донорно-акцепторних пар (Pb⁺ - аніонна вакансія (V_a)), а при 295-305 К - релаксацією просторового заряду внаслідок зміщення V_a. Максимуми струмів при 130-135 К термостимульованої деполяризації фотоелектретного та електроелектретного станів, сформованих у PbI₂ при 85 К, спричинені термічним руйнуванням центрів F-типу;

Ё з'ясовано, що низькотемпературне свічення в неактивованих і активованих Mn, Cd та Eu кристалах PbI₂ при лазерному та рентгенівському збудженнях з максимумом в ділянці 700-770 нм пов'язане з випромінювальним розпадом утворених у процесі рекомбінації аніонних екситонів, локалізованих біля V_a. Люмінесценція PbI₂ і PbI₂:Cd з максимумом при 595 нм, що виникає в зразках в процесі температурної обробки або опромінення азотним лазером при 295 К, зумовлена утворенням комплексних центрів, які містять в аніонному оточенні свинцю іони кисню;

Ё встановлено, що у процесі лазерного та рентгенівського збуджень при 295 К леговані аніонними домішками кристали CdI₂ не забарвлюються, а при 85 К запасають малу світлосуму переважно на мілких рівнях захоплення та характеризуються ефективною люмінесценцією аніонних екситонів. Рівні захоплення у кристалах CdI₂ з домішками Pb²⁺, Eu²⁺, Mn²⁺ зумовлені власними дефектами кристалічної ґратки, при цьому характерне просторове розділення центрів захоплення та центрів рекомбінаційної люмінесценції;

Ё з'ясовано, що фотолюмінесценція Mn²⁺-центрів у кристалах CdI₂:MnCl₂,PbI₂ спостерігається як при внутрішньоцентрових збудженнях, пов'язаних із d-d-переходами, так і в сенсибілізованому процесі в результаті передачі енергії від матриці та домішкових центрів свинцю. При рентгенівському збудженні домішкові катіони в сцинтиляторі CdI₂:MnCl₂,EuCl₃ ефективно захоплюють нерелаксовані носії заряду різного знака. Рекомбінація термічно звільнених дірок з іонів Eu³⁺ і електронів з Mn⁺ в аніонному оточенні марганцю зумовлює збудження сенсибілізованого свічення Mn²⁺-центрів;

Ё встановлено, що фотохімічні перетворення в CdBr₂:Cu,І пов'язані зі зміною зарядового стану міді. Доведено, що домішка міді у цих кристалах не утворює центри захоплення, а впливає на відносне заселення носіями заряду рівнів з різною глибиною залягання, які відповідають за термостимульовану люмінесценцію матриці;

Ё отримано фотохромний матеріал CdBr₂:CuBr,MnCl₂,SnCl₂ із підвищеною чутливістю до випромінювання азотного лазера та сильною деградацією люмінесценції Mn²⁺-центрів.

Практичне значення одержаних результатів. Проведені комплексні дослідження впливу температури та опромінення на оптико-спектральні та люмінесцентно-кінетичні характеристики кристалів на основі PbI₂, CdI₂ і CdBr₂ дали змогу отримати результати для визначення параметрів і встановлення природи центрів свічення та захоплення, а також для з'ясування можливих механізмів передачі енергії в досліджених люмінесцентних та світлочутливих системах. На підставі проведених досліджень отримано новий сцинтиляційний матеріал CdI₂:MnCl₂,EuCl₃ (патент № 64234 А - Бюл. № 2. - 16.02.2004р.), який має на 15-30 % вищий вихід рентгенолюмінесценції порівняно з кристалом CdI₂:MnCl₂, і розроблено новий фоточутливий матеріал CdBr₂:CuBr,MnCl₂,SnCl₂ (патент № 62417 А - Бюл. № 12. - 15.12.2003р.), який може бути використаний для запису оптичної інформації та дозиметрії ультрафіолетового світла в ділянці випромінювання азотного лазера.

Особистий внесок здобувача. Під керівництвом професора Бордуна О. М. і спільно з провідним науковим співробітником Новосадом С. С. та за участю дисертанта вибрано напрям досліджень, поставлено ключові задачі. Для досліджень здобувач провів підготовку зразків із кристалів, вирощених на кафедрі загальної фізики. Дисертант отримав основну частину експериментальних результатів: спектри поглинання, люмінесценції при лазерному та оптичному збудженнях, криві термостимульованої люмінесценції, температурні залежності інтенсивності та спектрального складу люмінесценції, спектри фоточутливості, термо- і фотостимульованої деполяризації електретних станів. За участю провідного наукового співробітника Новосада С. С. виміряно спектри стаціонарної рентгенолюмінесценції. Спільно з професором Волошиновським А. С. знято криві кінетики загасання та спектри рентгенолюмінесценції при імпульсному рентгенівському збудженні з часовим розділенням. Обробку експериментальних результатів виконав здобувач. Автору належать результати та висновки, які подані в дисертації та авторефераті.

У спільних публікаціях, що відображають основні результати дисертації, внесок дисертанта переважає і полягає у наступному:

Ё для статей [1, 9] - за участю співавторів досліджено оптико-люмінесцентні характеристики кристалів, проведено аналіз та інтерпретацію отриманих результатів, участь у написанні статей;

Ё для статей [2, 6, 7] - участь в експерименті з використанням методів дослідження фото- та термодеполяризації електретних станів у кристалах, аналіз та інтерпретація отриманих результатів, участь у написанні статей;

Ё для праць [3-5, 10, 11, 12-18] - проведення експерименту за участю співавторів, аналіз та інтерпретація отриманих результатів, участь у написанні статей, тез доповідей та заявок на отримання патентів, представлення результатів досліджень на конференціях.

Апробація результатів дисертації. Основні положення та результати дисертаційної роботи висвітлено та обговорено на вітчизняних і міжнародних наукових конференціях:

Ё XVI Open scientific and technical conference of young scientists and specialists of the Karpenko Physico-Mechanical Institute of NAS of Ukraine (YSC-2001). - May 16-18, 2001, Lviv, Ukraine;

Ё Х Национальная конференция по росту кристаллов (НКРК-2002). - 24-29 ноября 2002г., Москва, Россия;

Ё International scientific and practical conference “Spectroscopy in special applications (SSA'2003)”. - June 18-21, 2003, Kyiv, Ukraine;

Ё 5^th Europеan conference on luminescent detectors and transformers of ionizing radiation (LUMDETR). - September 1-5, 2003, Prague, Czech Republic;

Ё 15-th International conference оn defects in insulating materials (ICDIM-2004). - July 11-16, 2004, Riga, Latvia;

Ё Second international workshop “Relaxed, nonlinear and acoustic optical processes; materials - growth and optical properties (RNAOPM'2005)”. - June 01-05, 2005, Lutsk - Shatsk Lakes, Ukraine;

Ё Всеукраїнська конференція молодих науковців з теоретичної та експериментальної фізики “Еврика-2002”. - 22-24 травня 2002р., Львів, Україна;

Ё Всеукраїнська конференція студентів і молодих науковців з теоретичної та експериментальної фізики “Еврика-2003”. - 21-23 травня 2003p., Львів, Україна;

Ё Міжнародна конференція молодих науковців з теоретичної та експериментальної фізики “Еврика-2004”. - 19-21 травня 2004р., Львів, Україна;

Ё Звітні наукові конференції фізичного факультету та факультету електроніки Львівського національного університету імені Івана Франка

у 2001-2006 роках.

Публікації. За матеріалами дисертаційної роботи опубліковано
18 наукових праць, зокрема 7 статей у фахових журналах, 2 статті у матеріалах наукових конференцій, 2 патенти, 7 тез доповідей.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, п'яти розділів, висновків та списку використаних джерел із 300 найменувань. Загальний обсяг - 137 сторінок друкованого тексту та 5 таблиць. Дисертація містить 84 рисунки, які подані на окремих сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано мету та задачі досліджень, представлено методи, об'єкт і предмет досліджень, визначено наукову новизну отриманих результатів та їх практичну цінність, наведено інформацію про їх апробацію та особистий внесок здобувача.

У першому розділі висвітлено основні літературні дані про кристалохімічні властивості, теоретичні та експериментальні дослідження структури енергетичних зон, екситоні процеси та оптико-люмінесцентні властивості неактивованих й активованих шаруватих кристалів PbI₂, CdI₂ і CdBr₂. На підставі аналізу розглянутої наукової літератури з'ясовано, що для цих кристалічних систем недостатньо вивчено механізми генерації, міграції та релаксації електронних збуджень, термо- і фотостимульовані оптико-люмінесцентні та електрофізичні процеси, природа та параметри оптично та електрично активних центрів. Вивченню цих питань присвячена дисертаційна робота.

У другому розділі описано методики очищення солей, вирощування неактивованих та активованих кристалів на основі PbI₂, CdI₂ і CdBr₂ з розплаву методом Бріджмена-Стокбаргера. Активатори вводили в шихту переважно у вигляді галоїдних сполук металів.

Дослідження електретних властивостей кристалів проводили на установці, змонтованій на основі монохроматора спектрофотометра СФ-4А. Як джерело світла використовували ксенонову лампу ДКсЭл-1000. Температуру зразків вимірювали хромель-алюмелевою термопарою. Реєстрація струмів поляризації, фото- і термодеполяризації в PbI₂ здійснювали електрометричним вольтметром ВК2-16.

Дослідження спектрів поглинання при 295 К проводили на спектрофотометрі Specord M40. Оптико-люмінесцентні дослідження в інтервалі температур 85-295 К проведені на установках, змонтованих на основі монохроматорів ЗМР-3 і СФ-4А, які дають змогу вимірювати спектри поглинання, збудження і люмінесценції в діапазоні довжин хвиль 220-850 нм. Оптичне збудження здійснювали лампою ДКсЭл-1000 та азотним лазером ЛГИ-21 (=337,1 нм), а для рентгенівського опромінення використовували апарат УРС-55А з рентгенівською трубкою БСВ-2 Cu. Температуру зразків вимірювали мідь-константановою термопарою.

Дослідження спектрів люмінесценції з часовим розділенням та кінетики висвічування кристалів при імпульсному рентгенівському збудженні в часовому інтервалі 10-⁹-10-⁶ с та в спектральному діапазоні 200-700 нм здійснювали на установці, змонтованій на основі монохроматора МДР-2.

У третьому розділі досліджено термо- і фотостимульовані процеси у кристалах на основі PbI₂.

Вперше виявлено, що в кристалах PbI₂ електретні стани (ЕС) при 85 К утворюються під час темнової поляризації електричним полем, при фотополяризації світлом з ділянок власного і прикраєвого поглинання та в процесі охолодження зразків у полі температурного градієнта.

На рис. 1 наведено результати дослідження спектральної чутливості (СЧ) ЕС кристала PbI₂. Виявлено, що охолодження зразка в полі температурного градієнта від 295 до 85 К зумовлює утворення термо-градієнтного ЕС. СЧ такого ЕС характеризується неелементарною смугою 515 нм в прикраєвій ділянці спектра (крива 1). Формування електроелектретного стану (ЕЕС) при 85 К під час темнової поляризації PbI₂ зумовлене іонізацією електричним полем Pb⁺- і Pb⁰-центрів. Фото-поляризація кристала світлом 515 нм при 85 К спричинює відносно малу фоточутливість у ділянці власного поглинання та значну фоточутливість у ділянці прикраєвого поглинання (крива 2). Додаткове опромінення (фотодеполяризація) зразка інфра-червоним (ІЧ) світлом (світлофільтр КС-18) зумовлює зменшення фоточутливості PbІ₂ переважно в прикраєвій ділянці спектра (крива 3). З отриманих результатів випливає, що поляризовані кристали PbІ₂ характеризуються фоточутливістю в ділянках власного і прикраєвого поглинання та ІЧ (~2000-2700 нм) ділянці спектра.

Фоточутливість PbІ₂ у ділянці власного поглинання переважно має приповерхневий характер і спричи-нена електронними переходами з валентної зони, сформованої 6s-станами Pb²⁺ та 5p-станами I-, в зону провідності, яка пов'язана з 6p-станами Pb²⁺. Фоточутливість PbІ₂ у ділянці прикраєвого поглинання спричинена переходом від об'ємної до поверх-невої рекомбінації нерівноважних носіїв заряду. СЧ фотоелектретного стану (ФЕС) в ІЧ-ділянці (~2450 нм) пов'язана з електронними центрами F-типу.

З'ясовано, що природа піка при 170 К термостимульованої деполяризації (ТСД) термоелектретного стану (ТЕС) зумовлена донорно-акцепторними (ДА) парами (Pb⁺-V_а). Пік ТСД ТЕС при 290-305 К спричинений утворенням у процесі поляризації просторового заряду внаслідок зміщення V_а. Криві струму ТСД ЕЕС і ФЕС, сформованих у PbІ₂ при 85 К, характеризуються піками при 130-135 і 295 К. Низькотемпературний пік зумовлений термічним руйнуванням центрів F-типу. Дія ІЧ-світла на фотополяризований кристал при 85 К спричинює звільнення електронів із F-центрів, що супроводжується руйнуванням внутрішнього електричного поля електрета і зростанням концентрації V_а-центрів, відповідальних за пік ТСД при 295 К.

У випадку рентгенівського збудження свіжоприготовлені зразки кристалів PbІ₂ з неконтрольованою кисневовмісною домішкою при 85 К характеризуються люмінесценцією в смугах 515, 580-595 і 715 нм. Спектр рентгенолюмінесценції (РЛ) номінально чистого кристала PbІ₂ при 85 К містить лише смуги 515 і 715 нм (рис. 2, крива 1). Прогрів зразка PbІ₂ у кріостаті в умовах невисокого вакууму (~5 Па) до температури 475 К та відпал протягом 5 хв з наступним охолодженням до 85 К зумовлює появу в спектрі додаткової інтенсивної смуги 595 нм (рис. 2, крива 2). Підвищення температури зразка до 495 К та збільшення часу відпалу до 10 хв спричинює підсилення люмінесценції в цій смузі приблизно у два рази. При 295 К спектри РЛ PbI₂ представлені неелементарною смугою з максимумом ~555 нм.

При 85 К кристали PbІ₂ запасають малу світлосуму при рентгенівському збудженні. Пік термостимульованої люмінесценції (ТСЛ) при 112-117 К пов'язаний з центрами Pb⁺, а природа піків 170, 190 і 245 К зумовлена дефектами структури кристала.

У випадку збудження випромінюванням азотного лазера спектр фотолюмінесценції (ФЛ) PbІ₂ при 85 К містить інтенсивні смуги 496 і 512 нм, які зумовлені вільними і локалізованими екситонами відповідно. Аналогічна температурна обробка кристалів також спричинює появу додаткової смуги ФЛ з максимумом 595 нм. Після сколювання поверхневої частини зразків товщиною ~0,1 мм ця смуга в спектрах випромінювання не спостерігається.

Активування PbІ₂ домішками MnCl₂, CdI₂ та EuCl₃ зумовлює послаблення прикраєвих смуг люмінесценції та зростання свічення в червоній ділянці спектра. Люмінесценція з максимумом близько 595 нм також виявлена в PbІ₂:Cd²⁺ після температурної обробки та опромінення зразків азотним лазером при 295 К. Спектри РЛ PbІ₂:Mn²⁺ та PbІ₂:Cd²⁺ при 295 К характеризуються неелементарною смугою 660-670 нм, яка можливо зумовлена локалізованими на дефектах екситонами.

Крива кінетики загасання свічення PbI₂ при 295 К є сумою двох компонентів. Компонент із ₁~1 нс характеризує загасання люмінесценції з максимумом при 555 нм, а компонент з ₂=80-120 нс пов'язаний з випромінюванням у червоній ділянці спектра. Домішка Cd²⁺ в PbІ₂ зумовлює зростання інтенсивності довготривалого компонента.

Люмінесценція локалізованих екситонів з максимумом у ділянці 512-515 нм в кристалах на основі PbІ₂ може бути пов'язана із міжвузловинними іонами йоду. У випадку фотозбудження зразків утворюються діркові центри І₂- Н-типу. При цьому випромінювання можливо зумовлене рекомбінаційними процесами у комплексах {(Pb₂)³⁺+Н}. Свічення у смузі 700-715 нм розглядається як випромінювальний розпад утворених у процесі рекомбінації екситонів, локалізованих біля аніонних вакансій. Збільшення інтенсивності люмінесценції в червоній ділянці спектра при активації PbI₂ домішками Mn²⁺, Cd²⁺ і Eu²⁺ пов'язане з деформацією ґратки навколо цих іонів, що є основною причиною виникнення потенціальної ями для захоплення електронних збуджень і передачі їх до центрів, характерних для матриці. Люмінесценція з максимумом 595 нм спричинена комплексними центрами, які містять в аніонному оточенні свинцю кисень.

У четвертому розділі досліджено вплив домішок Cl-, Br-, Pb²⁺, Eu²⁺, Mn²⁺, Сo²⁺, Ni²⁺ на випромінювальні процеси та запасання світлосуми у кристалах CdI₂.

При лазерному збудженні в ділянці власного поглинання люмінесценція CdI₂ за спектральним складом подібна до РЛ. При 85 К спектр РЛ CdI₂ містить інтенсивну неелементарну смугу 540-560 нм, а при 295 К характеризується слабкою смугою 495-510 нм. Активація CdI₂ домішками CdCl₂ і CdBr₂ в кількості ~0,5 мол.% слабо впливає на вихід і спектральний склад РЛ та температурну залежність інтенсивності свічення. У процесі лазерного чи рентгенівського збудження при 295 К неактивовані та активовані хлором та бромом кристали CdI₂ не забарвлюються і не запасають світлосуму, а при 85 К запасають малу світлосуму переважно на мілких рівнях захоплення.

Кінетика люмінесценції CdI₂ у випадку імпульсного рентгенівського збудження при 295 К характеризується швидким спадом свічення з ₁2,8 нс. В імпульсі сцинтиляцій кристалів з домішками Cl- і Br-, крім основного компонента з ₁3,8 нс, спостерігається слабкий компонент із ₂15 нс. Збудження сцинтиляцій у CdI₂, CdI₂:CdCl₂ і CdI₂:CdBr₂ зумовлене міграційними процесами за участю нерелаксованих дірок і екситонів. Люмінесценція цих кристалів при 295 К у максимумі спектра з ₁ розглядається як випромінювальний розпад утворених у процесі рекомбінації (І₂--e)-екситонів, локалізованих біля катіонних вакансій, а короткі часи спаду імпульсу сцинтиляцій як результат температурного гасіння люмінесценції. Виявлений в імпульсі сцинтиляцій CdI₂:CdCl₂ і CdI₂:CdBr₂ компонент ₂ може бути пов'язаний з локалізацією екситонів на дефектах із малим перерізом захоплення електронних збуджень, що виникають через невпорядкованість заміщення іонів І- іонами Cl- чи Br-. Свічення цих кристалів у смузі 560-570 нм при 85 К зумовлене автолокалізованими аніонними екситонами.

Кристали CdI₂:Pb²⁺ при 295 К характеризуються значним виходом люмінесценції біляактиваторних екситонів з максимумом при 570-580 нм та часами висвічування ₁10 нс і ₂250 нс. При 85 К спектри РЛ кристала представлені смугами 545 і 655 нм, зумовленими відповідно автолокалізованими і локалізованими на V_а екситонами. На кривій ТСЛ CdI₂:Pb²⁺ після рентгенівського збудження, крім основного піка при 108 К, простежуються слабкий пік при 170 К та неелементарний пік з максимумом при 215 К. Криві ТСЛ для окремих смуг свічення характеризуються однаковими піками з різним співвідношенням інтенсивностей.

З даних ЕПР відомо, що при легуванні СdІ₂ із розплаву домішкою EuCl₃ іони європію вбудовуються у кристал у двовалентному стані. Спектри РЛ і ФЛ CdI₂:0,05 мол.%EuCl₃ при 85 К представлені максимумом 580 нм. Під час нагрівання зразка до 295 К інтенсивність випромінювання зменшується приблизно на порядок. На кривій ТСЛ цього кристала, крім основного піка при 110 К, спостерігаються слабкі піки при 131, 163 К та неелементарний пік з максимумом при 229 К. Збільшення концентрації домішки європію до 1,0 мол.% спричинює послаблення світловиходу люмінесценції та зміщення максимуму смуги в ділянку 600-605 нм. У кінетиці загасання РЛ слаболегованого СdІ₂:Eu²⁺ при 295 К, крім короткого компонента з ₁6 нс, простежується довготривалий компонент із ₂=70-120 нс. Спектральний склад піків кривої ТСЛ кристалів СdІ₂:Eu²⁺ подібний до спектрального складу РЛ і ФЛ. У спектрах фотостимульованої люмінесценції СdІ₂:Eu²⁺ при 85 К також домінує смуга 580 нм. Свічення СdІ₂:Eu²⁺ з максимумом в ділянці 580-600 нм пов'язується з випромінювальною рекомбінацією екситонів, локалізованих на домішково-дефектних комплексах. Спектр ІЧ-стимуляції цього випромінювання при 85 К після збудження рентгенівськими квантами СdІ₂:Eu²⁺ містить неелементарну смугу з максимумом біля 890 нм, яку з врахуванням результатів дослідження СЧ ФЕС СdІ₂ пов'язано з електронними центрами F-типу.

Виявлено, що спектри випромінювання кристалів CdI₂ з домішками MnІ₂, MnCl₂ і MnBr₂ у кількості ~0,5 мол.% при 85 К подібні та містять слабку смугу 540-550 нм, характерну для матриці, та інтенсивну смугу при 735 нм, яка зумовлена електронними переходами ⁴T_1g(⁴G)⁶A_1g(⁶S) в Mn²⁺-центрах. З підвищенням температури зразків від 85 до 295 К вихід свічення Mn²⁺-центрів послаблюється приблизно на 40 % і максимум активаторної смуги випромінювання зміщується в ділянку 695-700 нм. Домішки Co²⁺ і Ni²⁺ в CdI₂ сильно гасять люмінесценцію основи кристала, не створюючи нових центрів захоплення носіїв заряду та центрів рекомбінації з випромінюванням у видимій ділянці спектра.

В імпульсі сцинтиляцій кристалів CdI₂:Mn²⁺ при 295 К спостерігаються короткий компонент свічення матриці із ₁3,4 нс та інерційний компонент із ₂450 мкс, пов'язаний з електронними переходами в Mn²⁺.

Встановлено, що ФЛ Mn²⁺-центрів у CdI₂:MnCl₂,PbI₂ спостерігається як при внутрішньоцентрових збудженнях, пов'язаних із d-d-переходами, так і в сенсибілізованому процесі внаслідок міграції енергії від основи та центрів, зумовлених свинцем. При високих температурах у результаті делокалізації електронних збуджень із центрів Pb²⁺ міграція енергії до іонів марганцю в CdI₂:MnCl₂,PbI₂ переважно відбувається за допомогою електронно-діркового механізму.

На рис. 3 подано спектри РЛ зразків CdI₂0,05 мол.%EuCl₃ (крива 1), CdI₂:0,5 мол.%MnCl₂ (крива 2) і CdI₂0,5 мол.%MnCl₂,0,05 мол.%EuCl₃ (крива 3). З аналізу цих даних випливає, що наслідком додаткової активації CdI₂MnCl₂ домішкою EuCl₃ є зростання виходу РЛ у червоній ділянці спектра приблизно на 30 %. Характерним є те, що люмі-несценція центрів, пов'язаних із домішкою європію, у смузі 580 нм в поліактивованому кристалі при високій температурі не спостерігається. При 85 К спектри випромінювання CdI₂:MnCl₂,EuCl₃ при рентге-нівському та лазерному збудженнях представлені інтенсивною смугою 730 нм та слабкими смугами з максимумами в ділянках 490-510 і 580-600 нм. У спектральному складі ТСЛ поліактивованого кристала домінує випромінювання домішки марганцю.

Із отриманих результатів дослідження рекомбінаційної люмінесценції випливає, що центри захоплення у CdI₂ з катіонними домішками Pb²⁺, Eu²⁺ і Mn²⁺ зумовлені переважно власними дефектами кристалічної ґратки, при цьому характерне просторове розділення центрів захоплення і центрів рекомбінаційної люмінесценції. Рекомбінаційні процеси переважно відбу-ваються поблизу активаторних центрів. У випадку рентге-нівського

опромінення значна частина іонів Mn²⁺ в CdI₂:MnCl₂,EuCl₃ збуджується за механізмом, притаманним для CdI₂:MnCl₂. В поліактивованій системі частина іонів марганцю і європію, очевидно, утворюють близькі пари Eu²⁺-Mn²⁺. Генеровані рентгенівським збудженням дірки переважно локалізуються на центрах Eu²⁺, а електрони - на іонах Mn²⁺. Рекомбінація термічно звільнених дірок з іонів Eu³⁺ і електронів з Mn⁺ в аніонному оточенні марганцю зумовлює збудження сенсибілізованого свічення
Mn²⁺-центрів.

Встановлено, що досліджену систему CdI₂:MnCl₂,EuCl₃ можна використовувати як люмінесцентний перетворювач із підвищеною чутливістю до дії рентгенівського випромінювання при стаціонарному і низькочастотному режимах збудження.

У п'ятому розділі наведено дані про дослідження впливу домішки йоду (CdI₂) на оптико-люмінесцентні властивості та фотохімічні процеси у фотохромних матеріалах CdBr₂:CuBr. Вивчено вплив домішок олова (SnCl₂) і йоду (CdІ₂) на фоточутливість і люмінесценцію кристалів CdBr₂:CuBr,MnCl₂.

Встановлено, що під час протікання фотохімічних реакцій при опроміненні CdBr₂:Cu і CdBr₂:Cu,І ультрафіолетовим (УФ) світлом із ділянки фоточутливості при 295 К відбувається фотоіндукований розпад світлочутливих мідних комплексів {(Cu⁺_Cd)--Cu_i⁺}, відповідальних за активаторне поглинання в ділянці 302-310 нм. У результаті фототермічної іонізації Cu⁺_Cd і делокалізації електронів від цих центрів до Cu⁺_i зменшується концентрація світлочутливих комплексів і виникають кластерні центри (Cu²⁺X-₆)^4- (Х = Br, I) та колоїди nCu⁰, відповідальні за фотоіндуковані смуги поглинання 395 і 605-625 нм відповідно. Зменшення фоточутливості CdBr₂:CuBr при додатковій активації матеріалу домішкою йоду можна пояснити тим, що іони І- в CdBr₂ є центрами захоплення дірок. Відновлення вихідних оптико-люмінесцентних властивостей фотохромних матеріалів на основі CdBr₂ відбувається в процесі обезбарвлення шляхом прогріву забарвлених зразків до 553-573 К.

Для з'ясування впливу концентрації домішки йоду на рекомбінаційні процеси матеріалу CdBr₂:Cu,І досліджено люмінесцентні властивості трьох типів кристалів. Концентрація CuBr у всіх кристалах складала 0,5 мас.%, а концентрація CdІ₂ змінювалась і була рівна 0,15 (І тип), 1,5 (ІІ тип) і 5,0 мас.% (ІІІ тип). Встановлено, що оптичне опромінення (забарвлення) зразка CdBr₂:Cu,І типу І при 295 К суттєво впливає на спектри ФЛ при 85 К у разі лазерного збудження (рис. 4). Якщо в спектрі ФЛ до забарвлення

спостерігаються смуга з максимумом близько 620 нм і перегин в ділянці 440-540 нм (крива 1), то після забарвлення домінує свічення 500 нм (крива 2). Послаблення смуги люмінесценції 620 нм після забарвлення матеріалу зумовлене зменшенням концентрації -центрів люмінесценції, пов'язаних із аніонними вакансіями, та утворенням Cd_i⁰- і Cu⁰V_a⁺-центрів. Нагрівання опромінених зразків до температури обезбарвлення спричинює відпал продуктів фотолізу, а також відновлення концентрації -центрів.

У разі збільшення домішки йоду в поліактивованому матеріалі від 0,15 до 5,0 мас.% спочатку простежується наростан-ня інтенсивності РЛ, а потім її послаблення. Свічення з максимумом у ділянці 490-500 нм, яке спостерігається у кристалах CdBr₂ з домішкою йоду, пов'язане з екситонами, локалізованими на іонах I-.

Із результатів дослідження ТСЛ фотохромних матеріалів випливає, що домішка міді не утворює в слаболегованих кристалах CdBr₂ активаторних центрів захоплення, а впливає переважно на відносне заселення носіями заряду рівнів, характерних для матриці. Слабкий пік ТСЛ CdBr₂:Cu,І при 169-173 К зумовлений делокалізацією гетероядерних центрів (BrІ)-, а основний пік при 152 К пов'язаний з делокалізацією гетероядерних центрів Н-типу. У сильнолегованих йодом кристалах CdBr₂:Cu,I типу III утворюються кластерні центри nІ-. Наявність таких центрів зумовлює зменшення концентрації гетероядерних центрів (BrІ)- і відповідно послаблення ТСЛ та РЛ. спектральний лазерний кристал рентгенівський

Зростання інтенсивності ФЛ Mn²⁺-центрів та ефективності протікання фотохімічних перетворень при додатковій активації CdBr₂:CuBr,MnCl₂ домішкою SnCl₂ спричинене збільшенням ефективності фотогенерації нерівноважних носіїв заряду внаслідок фототермічної іонізації іонів Sn²⁺. Показано, що отримані системи CdBr₂:CuBr,MnCl₂,SnCl₂ та CdBr₂:MnCl₂,CdІ₂,CuBr з підвищеною чутливістю до випромінювання азотного лазера та зі значною фотостимульованою деградацією люмінесценції Mn²⁺-центрів можна використовувати як ефективні фотохромні матеріали для дозиметрії УФ-світла.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ТА ВИСНОВКИ

В процесі виконання дисертаційної роботи досліджено оптичні, люмінесцентно-кінетичні, термоактиваційні та електрофізичні властивості люмінесцентних і світлочутливих матеріалів, отриманих на основі PbI2, CdI2 і CdBr2. Встановлено механізми рекомбінаційних, фотохімічних і релаксаційних процесів, з'ясовано процеси передачі енергії збудження до центрів свічення і запасання світлосуми, перетворення дефектів під дією збуджуючої радіації та температури в досліджуваних системах.

На підставі аналізу та узагальнення отриманих результатів сформульовано такі основні висновки:

1. Вперше виявлено, що при температурі 85 К ЕС утворюються у кристалах PbI₂ під час темнової поляризації електричним полем, при фотополяризації світлом з ділянок власного і прикраєвого поглинання та в процесі охолодження зразків у полі температурного градієнта. Встановлено, що максимум струму ТСД ТЕС в PbI₂ при 170 К зумовлений дипольною релаксацією ДА пар, утворених іонами Pb⁺ і V_a, а при 295-305 К - релаксацією просторового заряду внаслідок зміщення V_a. Максимуми струмів при 130-135 К ТСД ФЕС та ЕЕС, сформованих у PbI₂ при 85 К, спричинені термічним руйнуванням центрів F-типу, які відповідають за СЧ в ІЧ-ділянці спектра.

2. Свічення PbІ₂ у смузі 700-715 нм розглядається як випромінювальний розпад утворених у процесі рекомбінації екситонів, локалізованих біля V_a-центрів. Люмінесценція з максимумом 595 нм, що виникає в кристалах PbI₂ в приповерхневій області зразків після термічної обробки і опромінення азотним лазером при 295 К, пов'язана з комплексними центрами, які містять в аніонному оточенні свинцю іони кисню.

3. Збільшення інтенсивності люмінесценції в червоній ділянці спектра при активації PbI₂ домішками Mn²⁺, Cd²⁺ і Eu²⁺ пов'язане з деформацією ґратки навколо цих іонів, що є основною причиною виникнення потенціальної ями для захоплення електронних збуджень і передачі їх до центрів, характерних для матриці.

4. Виявлено, що ФЛ Mn²⁺-центрів у CdI₂:MnCl₂,PbI₂ при 295 К виникає при внутрішньоцентровому збудженні, пов'язаному з d-d-переходами в іонах Mn²⁺, а також у процесі сенсибілізації в результаті міграції енергії від матриці та домішки свинцю внаслідок делокалізації електронних збуджень.

5. Встановлено, що при рентгенівському збудженні домішкові катіони в системі CdI₂:MnCl₂,EuCl₃ ефективно захоплюють нерелаксовані носії заряду різного знака. Рекомбінація термічно звіль-нених дірок з іонів Eu³⁺ і електронів з Mn⁺ в аніонному оточенні марганцю зумовлює збудження сенсибілізованого свічення Mn²⁺-центрів. Доведено, що кристалічна система CdI₂:MnCl₂,EuCl₃ може використовуватись як люмінесцентний перетворювач з підвищеною чутливістю для реєстрації рентгенівського випромінювання.

6. З'ясовано, що центри захоплення у кристалах CdI₂ з катіонними домішками Pb²⁺, Eu²⁺ і Mn²⁺ зумовлені переважно власними дефектами кристалічної ґратки. При цьому характерне просторове розділення центрів захоплення і центрів рекомбінаційної люмінесценції.

7. Встановлено, що кристали CdBr₂:Cu,І є фотохромними матеріалами. Під час збудження УФ-світлом із ділянки фоточутливості в цих кристалах у результаті фототермічної іонізації і делокалізації електронів від Cu⁺_Cd центрів до Cu_і⁺ відбувається зменшення концентрації світлочутливих комплексів {(Cu⁺_Cd)--Cu_i⁺} і виникнення кластерних центрів (Cu²⁺X₆-)^4- (Х = Br, I) та колоїдів типу nCu⁰, відповідальних за фотоіндуковані смуги поглинання з максимумами 395 і 605-625 нм відповідно.

8. Доведено, що отриманий новий фотохромний матеріал CdBr₂:CuBr,MnCl₂,SnCl₂ можна використовувати як детектор для дозиметрії УФ-світла або як фотохромне середовище для запису і люмінесцентного зчитування оптичної інформації.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ДИСЕРТАЦІЇ ОПУБЛІКОВАНО У ПРАЦЯХ:

Кравчук И. М. Люминесцентные свойства кристаллов иодистого свинца с примесью марганца / И. М. Кравчук, С. С. Новосад, И. С. Новосад // Журнал технической физики. - 2001. - Т. 71, № 2. - С. 133-136.

Новосад С. С. Люминесценция и фоточувствительность кристаллов PbI₂ / С. С. Новосад, И. С. Новосад, И. М. Матвиишин // Неорганические материалы. - 2002. - Т. 38, № 10. - С. 1253-1259.

Novosad S. S. Influence of iodine impurity on photochemical and emission processes in CdBr₂:Cu crystals / S. S. Novosad, I. S. Novosad // Functional Materials. - 2004. - Vol. 11, No. 2. - P. 258-263.

Novosad S. S. Spectral and kinetic characteristics of luminescent converters on the bases of cadmium iodide / S. S. Novosad, I. S. Novosad, V. E. Goncharuk, L. V. Kostyk // Functional Materials. - 2004. - Vol. 11, No. 4. - P. 735-741.

Новосад С. С. Влияние примеси иода на люминесцентные свойства фотохромного материала CdBr₂:Cu⁺ / С. С. Новосад, И. С. Новосад, А. В. Бородчук // Неорганические материалы. - 2005. -Т. 41, № 2. - C. 235-239.

Новосад І. С. Електретні стани в кристалах PbI₂ / І. С. Новосад, О. М. Бордун // Фізика і хімія твердого тіла. - 2005. - Т. 6, № 2. - С. 224-229.

Новосад И. С. Термо- и фотостимулированная деполяризация в кристаллах PbI₂ / И. С. Новосад, С. С. Новосад, О. М. Бордун, И. П. Пашук // Неорганические материалы. - 2006. - Т. 42, № 3. - С. 268-272.

Новосад І. С. Приповерхнева люмінесценція кристалів йодистого свинцю / І. С. Новосад // Матеріали ХVІ Відкритої науково-технічної конференції молодих науковців і спеціалістів Фізико-механічного інституту імені Г. В. Карпенка НАН України (КМН-2001) (Львів, 16-18 травня 2001 р.) / відп. ред. З. Т. Назарчук / Фізико-механічний інститут імені Г. В. Карпенка НАН України, Рада молодих науковців і спеціалістів ФМІ. - Львів : ФМІ, 2001. - C. 51-54.

Новосад І. С. Випромінювальні релаксаційні процеси в активованих кристалах йодистого свинцю / І. С. Новосад, С. С. Новосад, О. М. Юрченко, А. С. Волошиновський // Relaxed, nonlinear and acoustic optical processes; materials - growth and optical properties (RNAOPM'2005) : materials Second international workshop, (Lutsk - Shatsk Lakes, June 01-05, 2005) / Фізичний факультет Волинського державного університету імені Лесі Українки. - Lutsk : Volyn University Press “Veћa”, 2005. - P. 98-100.

Деклараційний патент на винахід 62417 A Україна, MПК G03C1/72. Фоточутливий матеріал / Новосад С. С., Новосад І. С. ; заявник і власник патенту Львівський національний університет імені Івана Франка. - № 2003032409 ; заявл. 20.03.2003 ; опубл. 15.12.2003, Бюл. № 12.

Деклараційний патент на винахід 64234 A Україна, MПК G01T1/202, G01T1/10, G01T1/00, G01T7/00. Сцинтилятор / Новосад С. С., Новосад І. С., Морозов Л. М. ; заявник і власник патенту Львівський національний університет імені Івана Франка. - № 2003043212 ; заявл. 10.04.2003 ; опубл. 16.02.2004, Бюл. № 2.

Новосад І. Спектральні характеристики фотохромного матеріалу CdBr₂:Cu,I / І. Новосад, А. Войцеховська, Г. Станько // Всеукраїнська конференція молодих науковців з теоретичної та експериментальної фізики “Еврика-2002”, 22-24 травня 2002 р. : тези допов. - Львів, Україна, 2002. - C. 123-124.

Новосад С. С. Спектрально-кинетическиe характеристики комбинированных сцинтилляторов, полученных на основе иодистого кадмия / С. С. Новосад, И. С. Новосад, В. Е. Гончарук, И. М. Кравчук // Х Национальная конференция по росту кристаллов (НКРК-2002), 24-29 ноября 2002 г. : тезисы докл. - Москва, Россия, 2002. - С. 119.

Новосад І. Люмінесцентні властивості фотохромного матеріалу CdBr₂:CuBr,CdI₂ / І. Новосад, М. Ільницька // Всеукраїнська конференція студентів і молодих науковців з теоретичної та експериментальної фізики “Еврика-2003”, 21-23 травня 2003 р. : тези допов. - Львів, Україна, 2003. - C. 86.

Novosad S. S. Spectro-kinetic properties of photochromic materials on the base of cadmium bromide / S. S. Novosad, I. S. Novosad // Spectroscopy in special applications (SSA'2003) : International scientific and practical conf., June 18-21, 2003 : book of abstracts. - Kyiv, Ukraine, 2003. - P. 212.

Novosad S. Luminescence detectors of photon irradiation on the base of CdI₂ / S. Novosad, I. Novosad, V. Goncharuk, L. Kostyk // 5^th European conference on luminescent detectors and transformers of ionizing radiation (LUMDETR), September 1-5, 2003 : book of abstracts. - Prague, Czech Republic, 2003. - P. 151.

Рекомбінаційна люмінесценція кристалів йодистого кадмію з домішкою марганцю / І. Новосад, А. Войцеховська, Т. Стрелко [та ін.] // Міжнародна конференція молодих науковців з теоретичної та експериментальної фізики “Еврика-2004”, 19-21 травня 2004 р. : тези допов. - Львів, Україна, 2004. - С. 111.

Novosad I. S. Spectral characteristics of photocromic cadmium-base bromide materials / I. S. Novosad, S. S. Novosad // The 15-th international conference оn defects in insulating materials (ICDIM-2004), July 11-16, 2004 : book of abstracts. - Riga, Latvia, 2004. - P. 128.

АНОТАЦІЯ

Новосад І.С. Термо- і фотостимульовані процеси в люмінесцентних і світлочутливих матеріалах на основі галогенідів кадмію та свинцю. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.10 - фізика напівпровідників і діелектриків, Львівський національний університет імені Івана Франка. - Львів, 2008.

У ділянці 85-295 К досліджено оптико-спектральні та люмінесцентно-кінетичні характеристики неактивованих і активованих кристалів PbI₂, CdI₂, CdBr₂ при оптичному, лазерному та рентгенівському збудженнях. Вперше досліджено електретні стани в PbI₂ та термо- і фотостимульовані оптико-фізичні процеси у PbI₂, PbI₂:Mn²⁺, PbI₂:Cd²⁺, PbI₂:Eu²⁺. Вивчено вплив домішок Cl-, Br-, Pb²⁺, Eu²⁺, Mn²⁺, Сo²⁺, Ni²⁺ на випромінювальні процеси та запасання світлосуми в CdI₂. У CdI₂:MnCl₂,PbI₂ і CdI₂:MnCl₂,EuCl₃ виявлено сенсибілізоване свічення Mn²⁺-центрів. Доведено, що фотохімічні перетворення в CdBr₂:Cu,І пов'язані зі зміною зарядового стану домішки міді, а люмінесценція зумовлена автолокалізованими і локалізованими екситонами. Отримано фоточутливий матеріал CdBr₂:CuBr,MnCl₂,SnCl₂ з підвищеною чутливістю до випромінювання азотного лазера та деградацією люмінесценції.

Ключові слова: PbI₂, CdI₂, CdBr₂, рентгенолюмінесценція, фотолюмінесценція, термостимульована люмінесценція, електретні стани.

Новосад И.С. Термо- и фотостимулированные процессы в люминесцентных и светочувствительных материалах на основе галогенидов кадмия и свинца. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.10 - физика полупроводников и диэлектриков, Львовский национальный университет имени Ивана Франко. - Львов, 2008.

В интервале 85-295 К исследовано оптико-спектральные и люминесцентно-кинетические характеристики неактивированных и активованных кристаллов PbI₂, CdI₂, CdBr₂ при оптическом, лазерном и рентгеновском возбуждениях. Впервые исследовано электретные состояния в PbI₂ и термо- и фотостимулированные оптико-физические процессы в PbI₂, PbI₂:Mn²⁺, PbI₂:Cd²⁺, PbI₂:Eu²⁺. Изучено влияние примесей Cl-, Br-, Pb²⁺, Eu²⁺, Mn²⁺, Сo²⁺, Ni²⁺ на излучательные процессы и запасание светосуммы в CdI₂. В CdI₂:MnCl₂,PbI₂ и CdI₂:MnCl₂,EuCl₃ обнаружено сенсибилизированое свечение
Mn²⁺-центров. Доказано, что фотохимические преобразования в CdBr₂:Cu,І связаны с изменением зарядового состояния примеси меди, а люминесценция обусловлена автолокализированными и локализированными экситонами. Получено новый фоточувствительный материал CdBr₂:CuBr,MnCl₂,SnCl₂ с повышенной чувствительностью к излучению азотного лазера и деградацией люминесценции.

Ключевые слова: PbI₂, CdI₂, CdBr₂, рентгенолюминесценция, фотолюминесценция, термостимулированная люминесценция, электретные состояния.

Novosad I.S. Thermo- and photostimulated processes in luminescent and lightsensitive materials on the base of cadmium and lead haloides. - Manuscript.

Thesis for a candidate degree of sciences in physics and mathematics by specialty 01.04.10 - physics of semiconductors and dielectrics. - Ivan Franko National University of Lviv. - Lviv, 2008.

...