Сборник научных статей научно-практической конференции «Байтанаевские чтения-Х»

303 
легирленген CaSO
4
ортосульфаттары гамма 

және рентгендік (x) сәулелердің 
дозиметриясы үшін тиімді және кеңінен қолданылатын материалдар болып 
саналады. CaSO
4
:Mn фосфорлары ұзақ уақыт бойы вакуумдық ультракүлгін 
(ВУК) радиациясының дозиметрлері ретінде қолданылып келеді және жылдам 
нейтрондардың селективті дозиметрлерін жасау кезінде салыстыру нысаны 
ретінде қолданылатын болады [1]. Жарықтандыру құрылғыларына және жалпақ 
плазмалық теледидар дисплейлеріне қолданылатын сілтілі жер сульфаттарына 
негізделген әртүрлі фосфорларға зерттеулер [2] жасалуда.
Термоынталандырлағн 
люминесценция 
(ТЫЛ) 
бұл 
алдын-ала 
қоздырылған кристалдарды қыздыру кезіндегі жарқыл және рекомбинациялық 
люминесценция құбылыстарының кең класына жататын құбылыс болыа 
табылады. Бұл құбылыс рекомбинациялық орталықтар мен өте терең 
тұзақтарды құрайтын, кристалдар қозған кезде қармалатын электрондар мен 
кемтіктерді құрайтын қоспалық элементтердің аздығына және әртүрлі 
құрылымдық ақауларға байланысты болыа табылады. Осыған байланысты 
термолюминесценттік спектроскопия қатты дененің нақты микроқұрылымы 
туралы маңызды ақпарат алуға мүмкіндік беретін электронды кемтіктік 
тұзақтарын зерттеудің тиімді әдісі болып саналады. Эксперименттер 
көрсеткендей, термолюминесценция заттың құрамы мен құрылымына өте 
сезімтал, өйткені ерекше тәжірибелік қиындықтарсыз, яғни бұл 1 см
2
беттен 
10
6
квант/с шамасындағы жарық ағындарын анықтауға және сенімді тіркеуге 
мүмкіндік беретін әдіс болып саналады [3]. 
Зерттеулердің ішінде көп тараған үдерістер х рентген сәулелерімен 
сәулелендірілген CaSO
4
:Dy
3+
, CaSO
4
:Eu
3+
және CaSO
4
:Sm
3+
фосфорларда 
кездеседі [4]. Температурасы 77 К кезінде ренгтгенмен сәулеленген таза CaSO
4
кристалындағы радиациялық ақаулары электрондық парамагниттік резонанс 
ЭПР әдісімен зерттелген болатын [1]. Катиондық бос орындардың (v
c
) жанында 
орналасқан және сәйкесінше 395 К мен 465 К дейін тұрақты SO
4
2-
радикалдардың 
екі 
түрі 
табылған 
болатын. 
Сілтілі 
жер 
металл 
сульфаттарындағы ақаулардың пайда болуы, атап айтқанда CaSO
4
люминофорын қоздырған кезде SO
4
2-
оксианион кешендерінің ыдырауымен 
байланысты болады.

304 
1-
сурет. Температурасы 80 К кезінде CaSO
4
:Tb
3+
(1моль%),Na
+ 
люминофорының 
фотондармен (1) немесе 5 К кезінде 5 кэВ электрондармен (2) сәулелендірілген 
қисықтары. Бұрыштамада 10,5 эВ фотондармен сәулелендіру ұзақтығы мен 
ТСЛ 235 шыңының қарқындылығының тәуелділігі 
1-суретте CаSО
4
:Тb
3+
(1моль%),Nа
+
 
екі бірдей фосфоры үшін қисықтары 
бейнеленген. Бірінші фосфор үлгіні 15 мин-де 80 К фотонмен 
h

= 10,5 эВ 
(~1014 Фотон/см
2
) сәулелендірілді, яғни бөлінген электрондар (е) мен 
кемтіктер (h) арқылы көрсетуге болады. Екінші фосфорды болса темпеартурасы 
5 К-де электрондармен (5 кэВ, 30 мин) сәулелендіргенде жұқа қабатта (~1-2 
мкм) әр түрлі электронды қозудың тығыздығы 10,5 эВ фотондармен 
салыстырғанда аса үлкен болып саналады. Бірінші фосфор үшін Тb
3+
-жарқыл 
үшін тіркелген ТЫЛ қарқындылығы 390К-нен 450 К-ге дейін қызған кезде 
нөлге дейін төмендейтін болады.Басқа тараптан, электрондық сәулеленуге 
ұшыраған үлгідегі 2,27 эВ жарқыл үшін өлшенген едәуір қарқынды ТЫЛ 120-
420 К аймағындағы температураға тәуелсіз және уақыт өте баяу төмендейтін 
қоспалық жарқылдың негізгі көрінісі бақыланатын болады.
Кең аймақтағы температураға тәуелді болмайтын жарқыл KCl мен KBr 
кристалдарында зерттелген [3] болатын және кеңістікте орын алған 
локализацияланған электрон e мен кемтік h арасындағы туннельдік 
рекомбинацияларға сәйкес болып табылады. Үлгіні қыздырған кезде жылулық 
люминеценция ЖЛ электронды немесе кемтікті қармау орталықтарының 
100
150
200
250
300
350
400
450
0
20
40
60
Temperature, K
TSL 
in
ten
si
ty
2
1
Time, min
I

305 
термиялық иондалуынан кейін ғана жойылатын болады. KCl-де мұндай 
орталықтарға ~210 К-ге дейін қызғаннан кейін ғана секіруге қабілетті 
автолокацияланған кемтік немесе v
c
катиондық ваканцияның жанында 
локализацияланған және ~250 К-ге дейін қозғалмайтын кемтік енетін болып 
саналады]. MgO - да v
c
катиондық ваканцияға жақын орналасқан кемтікті 
термиялық ионизациялау 420 К - де жүзеге асырылатын болады, Caso
4
-де 
электромагниттік парамагниттік ркзонанс ЭПР әдісімен зерттелген SO
4
-
радикалдардың бір түрі автолокацияланған кемтікке сәйкес келетін болып 
табылады [4]. 
СаSO
4 
жұмысының деректеріне сәйкес 
SO
4
-
фотондары 8,44 эВ болатын 
оксианиондардың тікелей фотоқоздырылуы кезінде сәуле шығару спектрінде 
негізінен Тb
3+ 
иондарының 4f
8 
конфигурациясының энергия деңгейлері 
арасындағы 
5
D
4

7
F
J
электрондық өтулер сериясы жиынтығы тіркелген 
болатын. 
CаSО
4
:Тb
3+
(1моль%),Nа
+
стационарлық 
катодолюминесценция 
спектрінде де 2,27 эВ ең қарқынды сәуле шығаруы болатын (
5
D
4

7
F
5
) серия 
басым болып табылады [5]. 
Сонымен қатар температурасы 80 К кезінде CаSО
4
:Тb
3+
(4моль%),Nа
+
 
фосфоры 
энергиясы 10 немесе 11,5 эВ болатын фотондармен сәулелендіріліп 
термоынталандаралған люминесценция TЫЛ қисықтары өлшенген болатын. 
Тb
3+
иондарының төмен концентрациясы бар үлгідегідей ТЫЛ 110, 150, 185 
және 235 К температурларда нашар көрінетін шыңдар байқалады, олар осы 
шыңдардың табиғатын анықтау үшін ТЫЛ шыңдарын құру спектрлерінде 
көрсетілетін болады. Эксперименттік мәліметтер көрсеткендей 185 К және 235 
К шыңдары фосфорларды 9,5 эВ с фотондармен сәулелендіргеннен кейін ғана 
пайда болатын болады. Осы мәліметтердің көмегімен CaSO
4
фосфорының 
тыйым салынған аймағының ені 9,5 эВ құрайды деп есептелінеді. 

жүктеу/скачать 8,82 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: