Color centers induced in lif crystals by low temperature electron irradiation

Авторы

  • I Nuritdinov

    Institute of Nuclear Physics of the Academy of Sciences of Uzbekistan

  • M.A Mussaeva

    Institute of Nuclear Physics of the Academy of Sciences of Uzbekistan

  • E.M Ibragimova

    Institute of Nuclear Physics of the Academy of Sciences of Uzbekistan

  • Z.U Esanov

    Institute of Nuclear Physics of the Academy of Sciences of Uzbekistan

  • K.K Nurimbetov

    Institute of Nuclear Physics of the Academy of Sciences of Uzbekistan

  • B.T Atashov

    Nukus State Pedagogical Institute named after Ajiniyaz image/svg+xml

Ключевые слова: фторид лития (LiF), электронное облучение, центры окраски, наноколлоиды Li

Аннотация

Исследованы спектры поглощения оптически чистых кристаллов LiF после облучения электронами с энергией 5 МэВ при токе пучка 400 нА до флюенсов 5∙1014 см−2 и 1015 см−2 при температурах ~165 К и ~288 К, которые ниже и выше температуры освобождения носителей заряда с ловушек. Сразу после такого облучения кри- сталлы приобретали ярко-зеленую окраску, устойчивую при 77 К и отжигаемую при 300 К. В спектрах поглощения присутствуют известные полосы F-центров при 250 нм и F (M)-центров при 445 нм, соотношение интенсивностей которых зависит от температуры облучения. При большей дозе облучения 1015см-2, даже при 165 К, затрудняющей термодиффузию, увеличение концентрации F -центров оказывается достаточным для образования более крупных агрегатов вакансий, ответственных за M -центры 440 нм и растущие полосы поглощения при 320, 380 нм, а также наноколлоидов Li (~520, 600, 950 нм).

Библиографические ссылки

1. Daniels F., Boyd C.A., Saunders D.F. Thermoluminescence as a Research Tool. // Science. 1953. V. 117. – P. 343-349.

2. Bilski P. Lithium Fluoride: From LiF:Mg,Ti to LiF:Mg,Cu,P // Radiation Protection Dosimetry. 2002, Vol. 100, Nos 1-4. – P. 199-206.

3. Gusev Yu.L., Marennikov S.I., Chebotaev V.P. Generation at F + and F - color centers in LiF crystal in the spectral 2 2 region of 0.88-1.2 μm // Letters to the Journal of Technical Physics. 1977, Vol. 3, Issue 7. – P. 305-307.

4. Luminescence and related phenomena. Proceedings of the VII All-Russian School-Seminar / Edited by prof. E.F.Martynovich. – Irkutsk: Publishing house of Irkutsk University, 2001. – P. 214.

5. Lushchik A., Lushchik Ch., Schwartz K., Vasil’chenko E., Papaleo R., Sorokin M., Volkov A.E., Neumann R. and Trautmann C. Creation of nanosize defects in LiF crystals under 5- and 10-MeV Au ion irradiation at room temperature. // Physical Review B. 2007, V.76. – P. 054114.

6. Schwartz K., Volkov A.E., Sorokin M.V., Neumann R., Trautmann C. Effect of irradiation parameters on defect ag- gregation during thermal annealing of LiF irradiated with swift ions and electrons. // Phys. Rev. B, 2010, 82. – P.144116.

7. Sankowska M., Bilski P., Marczewska and B., Zhydachevskyy Y. Influence of Elevated Temperature on Color Cen- ters in LiF Crystals and Their Photoluminescence. // Journal of Materials Science 2023, Vol. 16, Issue 4. – P.1489.

8. Dauletbekova A., Schwartz K., Sorokin M.V., Maniks J., Rusakova A., Koloberdin M., Akilbekov A., Zdorovets M. LiF crystals irradiated with 150 MeV Kr ions: Peculiarities of color center creation and thermal annealing. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B. 2013, 295 (Suppl. C). – P.89-93.

9. Akilbekov A.T., Russakova A.V., Dauletbekova A.K., Koloberdin M.V., Baijumanov M.Z., Zdorovets M.V. Gener- ation of color centers when annealing LiF crystals irradiated by Kr ions with an energy of 150 MeV. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2014, 78, – P. 535-539.

10. Vincenti M.A., Baldacchini G., Kalinov V.S., Montereali R.M. and Voitovich A.P. Spectroscopic investigation of F, F and F + color centers in gamma irradiated lithium fluoride crystals. // IOP Conference Series: Materials Science and En- 2 3 gineering. 2010. – P. 1-6.

11. Mussaeva M.A., Ibragimova E.M., Kalanov M., Muminov M.I. Formation of nanodefects in LiF crystals under gamma irradiation. // Physics of the Solid State, 2006, V. 48, No. 12. – P. 2295-2299.

12. Mussaeva M.A., Ibragimova E.M., BuzrikovSh.N., Ismatov N.B. Mechanisms of creation of complex radiation de- fects in LiF crystals under electron irradiation. / International Conference, "Fundamental and Applied Issues of Physics", June 13-14, 2017 (Phys. Technology Inst.), 2017. – P. 62-67.

13. Mie G. Beiträge zur optik trüber medien speziell kolloidaler metallösungen // Annalen der Physik, 1908, Vol. 330, Issue 3. – P. 377-445.

14. Ibragimova E.M., Mussaeva M.A., Kalanov M.U., Mukhamedshina N.M. and Sandalov V.N. Lithium nanoparticles in lithium fluorite crystals. // J. Phys.: Conf. Ser. 2012. 391. – P. 012172.

15. Parfianovich I.A., Khulugurov V.M., Lobanov B.D., Maksimova A.T. and others. Luminescence and stimulated emission of color centers in LiF. // Izv. USSR Academy of Sciences, ser. Physics and Mathematics Sciences, 1979, Vol. 43,

16. Bosi L., Bussolati C., Spinolo G. Lifetime of the first excited state of the F + center in LiF. // Physics Letters A, 1970, Vol. 32. Issue 3. – Р. 159-160.