Люминесценция вольфраматов при возбуждении синхротронным излучением в области фундаментального поглощения
Диссертация
В третьей главе излагаются результаты экспериментальных исследований вольфраматов кальция, бария и свинца, а также молибдатов бария и свинца, которые относятся к структурному типу шеелита. Анализ спектров отражения этих кристаллов позволил объяснить их основные особенности. Особое внимание было уделено области края фундаментального поглощения и области возбуждения верхних остовных уровней… Читать ещё >
Содержание
- Глава I. Литературный обзор
- 1. 1. Спектроскопия твердого тела в В УФ — области с использованием синхротронного излучения
- 1. 1. 1. Электронная структура кристаллов и дисперсионные соотношения Крамерса — Кронига
- 1. 1. 2. Факторы, влияющие на формирование квантового выхода крнсталлофосфора. Ю
- 1. 2. Кристаллическая структура вольфраматов
- 1. 3. Электронная структура вольфраматов
- 1. 4. Спектроскопическое исследование вольфраматов с использованием СИ
- 1. 4. 1. Исследование спектров отражения
- 1. 4. 2. Исследование спектров люминесценции и возбуждения люминесценции
- 1. 1. Спектроскопия твердого тела в В УФ — области с использованием синхротронного излучения
- 2. 1. Экспериментальная установка в канале синхротронного излучения по спектроскопии твердого тела в области энергий 2−40 эВ
- 2. 2. Экспериментальная установка в канале синхротронного излучения ускорителя С-60 для измерения спектров отражения
- 2. 3. Условия проведения эксперимента
- 2. 4. Ориентация кристаллов
- 2. 5. Методика обработки полученных спектров
- 3. 1. Спектры отражения и расчет оптических функций
- 3. 1. 1. Область электронных переходов из валентной зоны в зону проводимости
- 3. 1. 2. Область остовных переходов
- 3. 1. 3. Корреляция остовной структуры со структурой отражения на краю фундаментального поглощения
- 3. 1. 4. Сравнение экспериментальных результатов с расчетными
- 3. 2. Спектры возбуждения люминесценции вольфраматов
- 3. 3. Спектры отражения и возбуждения люминесценции молибдатов
- 4. 1. Спектры отражения и расчет оптических функций
- 4. 2. Спектры свечения и возбуждения люминесценции MgW04, ZnW04HCdW
Список литературы
- Тернов И. М, Михайлин В. В., Халилов В. Р. Синхротронное излучение и его применения. // Изд МГУ. 1985 г. 278с.
- Тернов И. М, Михайлин В. В. Синхротронное излучение. // М: «Энергоатомиздат» 1986 г. 296с.
- Под ред. Кунца К. Синхротронное излучение. Свойства и применение. // М: «Мир» 1981 г. 526с.
- Михайлин В. В. Васильев А.Н. Введение в спектроскопию твердого тела, fJ Изд. МГУ 1987 г. 192с.
- Под ред. Соколова А. А. Синхротронное излучение в исследовании твердых тел. // М: «Мир» 1970 г. 291с.
- Соколов А.А., Тернов И. М., Королев Ф. А., Михайлин В. В., Халилов В. Р. Свойства синхротронного излучения и его использование. // Изв. Вузов СССР, Физика, т.12 (1972) стр.7−13
- Александров Ю. М, Лущик Ч. Б., Махов В. Н. и Якименко М. Н. Применение синхротронного излучения для исследования люминесценции широкощелевых ионных кристаллов //Известия АН СССР, серия физическая т.49 № 10 (1985) стр.2039−2043.
- Blasse G. and Grabmaier B.C. Luminescent Materials //Springer-Verlag, 1994. 226p.
- Викторов Л.В., Скориков B.M., Жуков B.M. и Шульгин Б.В. Неорганические сцинтилляционные материалы // Неорганические материалы т.27 № 10 (1991) стр.2005−2029.
- Deych R., Dobbs J., Marcovici S. and Tuval B. Cadmium tungstate detector for computed tomography // Proceedings of the 3rd International Conference on Inorganic Scintillators and Their Applications, SCINT95, Netherlands, 1995 p.36−39.
- Edison T. A. // Nature 54 (1896) p. 112.
- Гурвич A.M., Михайлин В. В., Мелешкин Б. Н. и Катомина Р.В., О зависимости выхода люминесценции кислородосодержащих кристаллофосфоров от энергии квантов возбуждающего излучения //ЖПС т.23 выпуск 1 (1975) стр. 158−160.
- Lecoq P., The lead tungstate calorimeter of the CMS experiment at LHC //Proceedings of the 3rd International Conference on Inorganic Scintillators and Their Applications, SCINT95, Netherlands, 1995 p.52−61.
- Grasser R., Schramann A. and Vlachos K., A renewed investigation of the luminescence of PbMo04 andРЫУО4, // presented at the Int. Conf. ICI/93, Storrs, USA (1993).
- Fyodorov A., Korzhik M., Missevitch O., et al. Progress in PbWC>4 scintillating crystals // Radiation Measurements 26 (1996) p. 107−115.
- Давыдов A.C. Теория твердого тела. //М: «Наука» 1976 г. 639с.
- Киттель Ч. Квантовая теория твердых тел. /УМ: «Наука» 1967 г. 491с.
- Ашкрофт Н., Мермин Н. Физика твердого тела. // М: «Мир» 1979 г. Т1−399с., Т2−422с.
- Нокс Р. Теория экситонов. //М: «Мир» 1966 г. 219с.
- Васильев А.Н., Михайлин В. В., Овчинникова И. В. Влияние «горячего» разлета электрон дырочных пар на квантовый выход кристаллофосфора с ловушками. // Известия АН СССР, серия физическая, т.49 № 10 (1985) стр.2044−2048.
- Васильев А.Н., Михайлин В. В. Роль релаксации на фононах в каскадном процессе размножения рожденных рентгеновским квантом электронных возбуждений. И Известия АН СССР, серия физическая, т.50 № 3 (1986) стр.537−541.
- Васильев А.Н., Колобанов В. Н., Куусман И. Л., Лущик Ч. Б. и Михайлин В.В. Размножение электронных возбуждений в кристаллах MgO. // Физика твердого тела т.27 № 9 (1985) стр.2696−2702.
- Ильмас Э.Р., Лийдья Г. Г. и Лущик Ч.Б. Фотонное умножение в кристаллах. // Оптика и спектроскопия т.18 (1965) стр.453−460.
- Лущик Ч.Б., Лущик А. Ч. Распад электронных возбуждений с образованием дефектов в твердых телах. //М: «Наука». 1989 г. 263с.
- Гурвич A.M. Введение в физическую химию кристаллофосфоров fJ M: «Высшая школа» 1982 г. 376с.
- Belsky A.N., Kamenskikh I.N., Mikhailin V.V., Spinkov I.V. and Vasil’ev A.N. Electronic excitations in crystals with complex oxyanions // Phisica Scripta 41 (1990) p.530−536.
- Овечкин A.E., Викторова Л. В. и Нагорная Л.Л. Импульсная катодолюминесценция кристаллов CdW04 и ZnW04. //ЖПС т.48 № 3 (1988) стр. 396−401.
- Лимаренко Л.Н., Носенко А. Е., Пашковский М. В. и др. Влияние структурных дефектов на физические свойства вольфраматов // Львов. «Вища школа». 1978 г. 160с.
- Демьянед Л.Н., Илюхин В. В., Чичагов A.B. и Белов Н.В. О кристаллохимии изоморфных замещений в молибдатах и вольфраматах двухвалентных металлов. // Неорганические материалы, т. З № 12 (1967), с.2221−2234.
- Ralph W.G. Wyckoff Crystal structures (second edition), // volume 3 (Inorganic Compounds Rx (MX4)y, Rx (MnXp)y, Hydrates and Ammoniates, p. 20, 42.
- Берсукер И.Б. Электронное строение и свойства координационных соединений: Введение в теорию. // JI: «Химия» 1986 г. 286 с.
- Бальхаузен К. Введение в теорию лигандов. //М: «Мир» 1964 г. 360с.
- Dahl J.P. and Balhausen C.J. Molecular orbital theories of inorganic complexes // Adv. Quantum Chem. 4 (1968) p. 170−226.
- Жуков В.П., Губанов B.A. и Анисимов B.H. Расчеты электронного строения кластеров и иОб6 методами Ха дискретного варьирования и рассеянных волн //Оптика и спектроскопия т.46 вып.1 (1979) стр.85−90.
- Y.Zhang, N.A.W. Holzwarth and R.T. Williams Electronic band structures of the scheelite materials CaMo04, CaW04, PbMo04 andPbW04 //Physical Review В 57 № 20 (1998) p.12 738−12 750.
- N.A.W. Holzwarth, Y. Zhang and R.T. Williams Electronic band structures of the scheelite tungstates and consequences for material properties // International Workshop on Tungstate Crystals, Roma, October 12−14, 1998, p.103−114.
- Y. Abraham, N.A.W. Holzwarth and R.T. Williams Electronic structure and optical properties ofCdMo04andCdW04 //Physical Review В 62 № 3 (2000) p.1733−1741.
- Неделько С.Г., Хижний Ю. А. Еиергхя зовшштх s- та р- електротв у кристалах волъфрамату свинцю //Украинский физический журнал 42 № 1 (1997) стр. 101 -103.
- Yu.A. Hizhnyi, M.U. Bilyi, S.G. Nedelko Electron band structure and optical characteristics calculation of AnB04 crystals // Proceedings of the 5th International
- Conference on Inorganic Scintillators and Their Applications, SCINT99, Moscow, 1999, p.260−265.
- I.N. Shpinkov, I. A. Kamenskikh, V.N. Kolobanov et al. Optical functions and luminescence quantum yield of lead tungstate //Phys. Status Solidi (a) 170 (1998), p. 167 173.
- Belsky A.N., Mikhailin V.V., Vasifev A. N et al, Fast luminescence of undoped PbWOj crystal!/ Chemical Physics Letters, 243 (1995) p.552−558.
- Kolobanov V.N., Becker J., Runne M. et al, Luminescent properties of the lead tungstate single crystal // Proceedings of the 5th International Conference on Inorganic Scintillators and Their Applications, SCINT95, Netherlands, 1995 p.249−253.
- Реут Е.Г. Оптические и электрические свойства кристаллов со структурой шеелита //Известия АН СССР, серия физическая, т.49 № 10 (1985) стр.2032−2038.
- Efendiev Sh.M., Mamedov A.M. and Darvishov N.G., VUV reflection spectra of PbW04 single crystals//Phys. Status Solidi (b) 151 (1989) K87-K90.
- Belsky A.N., Klimov S.M., Mikhailin V.V. et al, Influence of stoichiometry on the optical properties of lead tungstate crystals // Chemical Physics Letters 277 (1997) p.65−70.
- Minora Itoh, Alov D.L. and Masami Fujita Exciton luminescence of sheelite- and raspite-structuredPbW04 crystals //J. Luminescence 87−89 (2000) p.1243−1245.
- Grasser R., Pitt E., Scharmann A. and Zimmerer G., Optical properties of Ca W04 and CaMo04 crystals in the 4 to 25 eVregion //Phys. Status Solidi (b) 69 (1975) p.359−368.
- Ельяшевич M.A. Атомная и молекулярная спектроскопия. //М: «Физматгиз» 1962 г. 892 с.
- Гурвич A.M., Ильмас Э. Р., Савихина Т. И. и Томбак М.И. Исследование электронных процессов, происходящих при возбуждении стационарной люминесценции и фосфоресценции волъфрамата кальция // ЖПС т.14, выпуск 6 (1971) стр. 1027−1031.
- V. Nagirnyi, Е. Feldbach, L. Jonsson et al Exciton and electron-hole processes in tungstate crystals under synchrotron irradiation // International Workshop on Tungstate Crystals, Roma, October 12−14, 1998, p.155−159.
- Minora Itoh, Michihiro Horimoto, Shuji Oishi and Masami Fujita Reflection and luminescence spectra of CaW04 and ZnW04 crystals grown by flux method //UVSOR Activity Report 1999 p.72−73.
- Kroeger F.A. Some aspects of the luminescence of solids // Elseviers Publ. Сотр., Amsterdam 1948.
- Grasser R., Sharmann A. Luminescent sites in CaW04 and CaW04: Pb crystals // J. Lumin. 12/13 (1976) p.473−478.
- Treadaway M.J., Powell R.C. Luminescence of calcium tungstate crystals // J. Chem. Phys. 61 № 10 (1974) p.4003−4011.
- Гурвич A.M., Мелешкин Б. Н., Михайлин В. В. и Хунджуа А.Г. Возбуждение люминесценции вольфраматов в области фундаментального поглощения с использованием синхротронного излучения If ЖПС т.20, выпуск 4 (1974) стр. 645 648.
- Blasse G., Schipper W.J. Low-temperature photoluminescence of stroncium and barium tungstate //Phys. Stat. Sol. (a) 25 (1974) K163-K165.
- Blasse G. Energy transfer phenomena in lead sulphate // Chem. Phys. Letters 35 № 3 (1975)p.299−302.
- Nikl M., Nitsch K., Polak K. et al, Slow components in the photoluminescence and scintillation decays of PbW04 single crystals //Phys. Stat. Sol. (b) 195 (1996) p.311−323
- Анненков A.H., Васильченко В. Г., Коржик М. В. и др. Люминесценция кристаллов PbW04//ЖПС 61 № 1−2 (1994) стр.83−88.
- Lecoq P., Dafinei I., Auffray Е. et al. Lead tungstate (Pb WO4) scintillators for LHC EM calorimetry //Nuclear Instr. & Meth. in Physics Research A365 (1995) p.291−298.
- Groenik J.A. and Blasse G., J. Solid State Chem. 32 (1980) p.9.
- G. Blasse, A. Bril Luminescence of lead tungstate and related centers //Philips Research Reports, 24 (1969) p.275−283.
- Van Loo W. Luminescence of lead molybdate and lead tungstate // Phys. Stat. Sol. (a) Experimental: 27 (1975)p.565−574- Discussion: 28 (1975) p.227−235.
- Nitsch K., Nikl M., Rodova M. and Santucci S. Growth of lead tungstate single crystals from gel and their luminescence //Phys. Stat. Sol. (a) 179 (2000) p.261−264.
- Kobayashi M., Ishii M., Harada K., Usuki Y., Okuno H., Shimizu H. And Yazawa T. Scintillation and Phosphorescence of PbW04 crystals // Nuclear Instr. & Meth. in Physics Research A373 (1996) p.333−346.
- MJ.J. Lammers, G. Blasse, D.S. Robertson The luminescence of cadmium tungstate (CdW04) //Phys.Stat.Sol. (a) 63 (1981) p.569−572.
- Ovechkin A.E., Ryzhikov V.D., Tamulaitis G. and Zukauskas A., Luminescence of ZnW04 and CdW04 crystals //Phys. Stat. Sol. (a) 103 (1987) p.285−290.
- Saito N., Kudo A. and Sakata T. Synthesis of tungstate thin films and their optical properties //Bull. Chem. Soc. Jpn. 69 (1996) p.1241−1245.
- Saito N., Sonoyama N. and Sakata T. Analysis of the excitation and emission spectra of tungstates and molybdates //Bull. Chem. Soc. Jpn. 69 (1996) p. 2191−2194.
- Gurtler P., Roik E., Zimmerer G. and Pouey M. Superlumi: a high flux VUV spectroscopic device for luminescent measurements //NIM. 208 (1983) p.835−839.
- Wilcke H., Bohmer W., Haensel R. and Schwentner N. High flux and high resolution VUV beam line for luminescence spectroscopy //NIM. 208 (1983) p.59−63.
- Moller T., Gurtler P., Roick E. and Zimmerer G. The experimental station Superlumi: a unique setup for time- and spectrally resolved luminescence under state selective excitation with synchrotron radiation //NIM. A246 (1986) p. 461−464.
- Zimmerer G. Status report on luminescence investigations with synchrotron radiation at HASYLAB//N1M. A308 (1991) p.178−186.
- Bril A., Jager-Veenis A. //J. Electrochem. Soc. v.123 (1976) p.296.
- Mazurak Z., Blasse G., Libertz J. // J. Solid State Chem. 68 (1987) p.181−184.
- Rubloff G.W. Far-Ultraviolet Reflectance Spectra and the Electronic Structure of Ionic Crystals // Physical Review B 5 № 2 (1972) p.662−684.
- Lotz W. Electron Binding Energies in Free Atoms // J. Optical Soc. of America 60 № 2 (1970) p.206−210.
- Moore C.E. Atomic Energy Levels NSRDS-NBS 35. Circular of the National Bureau of Standarts //v.l (1949), v.2 (1952), v.3 (1958) Washington, United States departament of commerce.
- Fujita M., Nakagawa H., Fukui K., Matsumoto H., Miyanaga T. and Watanabe M. Polarized Reflection Spectra of Orthorombic PbCh and PbBr2 // J. Phys. Society of Japan. 60, № 12, (1991) p. 4393−4394.
- Kink R., Avarmaa T., Kisand V., Lohmus A., Kink I. and Martinson I. Luminescence of cation excitons in PbCh and PbBr2 crystals in a wide excitation VUV region // J. Phys.: Condens. Matter 9 (1997) p. 1−8.
- Beaumont J.H., Bourdillon A.J. and Bordas J. Optical properties of Pbl2 and PbF2 // J. Phys. C: Solid State Phys., 10 (1977) p.761−771.
- Hellentin P. The Spectrum of Doubly Ionized Barium, Ba III // Physica Scripta 13 (1976) p.155−165.
- Nakamura К., Sasaki Y., Watanabe M., Fujita M. Polarized Reflection Spectra of Orthorombic Indium Bromide in 2−30 eVRegion //Physica Scripta 55 (1987) p.557−560.
- Yoshoda M., Ohmo N., Watanabe H., Nakamura K., Yoshio N. Exciton Transitions in Indium Halides //J. Phys. Society of Japan 53 № 1 (1984) p.408−418.
- Fujita M., Itoh M., Bokumoto Y., Nakagawa H., Alov D. and Kitaura M. Optical spectra and electronic structures of lead halides //Phys. Rev. 61 № 23 (2000) p. l 5731−15 737.
- Fujita M., Itoh M., Nakagawa H., Kitaura M. and Alov D. Exciton transitions in orthorombic and cubic PbF2 // J. Phys. Soc. Jpn. 67 № 9 (1998) p.3320−3321.
- Kanbe J., Takezoe H. And OnakaR. Reflection spectra ofPbCh in the exciton region //J. Phys. Soc. Jpn. 41 № 3 (1976) p.942−949.
- Hanson W.F., Arakawa E.T. and Williams M.W. Optical Properties of MgO and MgF2 in the extreme ultraviolet region //J. Appl. Phys. 43 № 4 (1972) p. 1661−1665.
- Nikl M., Bohacek P., Mihokova E. et. al. Excitonic emission of sheelite tungstates AWO4 (A = Pb, Ca, Ba, Sr) // Proceedings of the 5th International Conference on Inorganic Scintillators and Their Applications, SCINT99, Moscow, 1999, p.429−434.
- Baccaro S., Barone L.M., Borgia В., et al. Ordinary and extraordinary complex refractive index of the lead tungstate (PbW04) crystal/f NIM. A385 (1997) p.209−214.
- B.H. Колобанов, В. В. Михайлин, Д. А. Спасский. Исследование оптических свойств и люминесценции кристаллов PbW04 // Препринт физического факультета Московского государственного университета № 1/1998, 14 стр.
- M. Kirm, V. Kolobanov, V. Makhov, V. Mikhailin, D. Spassky, S. Vielhauer and G. Zimmerer. Optical properties of PbW04, CdW04 and ZnW04 single crystals in112fundamental absorption region //HASYLAB Jahresbericht 1998 Annual Report, Part I, p. 371−372.
- V.N. Kolobanov, I.A. Kamenskikh, V.V. Mikhailin, D.A. Spassky, M. Kirm, G. Zimmerer. Reflectivity and quantum yield measurements of anizotropic MeW04 (Me -Mg, Ca, Ba, Pb) crystals //HASYLAB Jahresbericht 1999 Annual Report, Part I, p.77−78.