Рефераты по Физике

Радиационные процессы в ионных кристаллах

Страница 6

В последние годы показано, что многократная ионизация атомов приводит к созданию точечных дефектов в полупроводниках.

В твердых телах радиационные дефекты могут возникать также в результате распада некоторых сравнительно долгоживущих электрон­ных возбуяздений. Во многих ионных кристаллах, особенно в ЩГК, этот механизм создания радиационных дефектов является доминирую­щим. Подтвериздением этого обстоятельства служит следующий факт (см.:[21], с.224). В отношении радиационного дефектообразования мощное облучение кристалловNaCl нейтронами и -излучением ядерного реактора приводит практически к тем же результатам, что и облучение рентгеновским излучением и даже ультрафиолетовых сче­том, селективно создающим экситоны или электронно-дырочные пары. При облучении кристалла NaCl частицами и фотонами в нем возника­ют электронные возбуждения широкого диапазона энергий и времен жизни, высокоэнергэтичеокие электронные возбуждения распадаются на простейшие стабильные возбуждения типа электронно-дырочных пар и экситонов (§2.1, рис.2.2). Именно низкоэнергетические электрон­ные возбуждения с достаточной для обнаружения эффективностью пре­вращаются в дефекты кристаллической решетки. Первичными радиаци­онными дзфектами в ЩГК являются френкелевские пары (нейтральные или заряженные). Такого рода дефекты эффективно генерируются в ходе распада автолокализованных экситонов и при безызлучатальных рекомбинациях электронов с Vk -центрами: https://miass.sportcity74.ru купить эллиптические тренажеры.

(2.9) (2.10)

До распада каждый молекулярный ион и занимает два анионны узла. После распада ()* восстанавливается регулярный узел ре­шетки , атом Х° смещается в междоузлие (), а оставшаяся на его месте анионная вакансия Va захватывает электрон . В результате реакций (2.9) и (2.10), предложенных Витолом и Хершем, воз­никают нейтральные френкелевские пары: междоузельный атом галои­да () и анионная вакансия, захватившая электрон (). Гене­рация заряженных френкелевских пар может осуществляться в ходе реакции:

(2.11)

В принципе возможны и другиереакции распада низкоэнергетических электронных возбуждений на структурные дефекты в регулярных узлах кристаллической решетки.

В основе механизмов распада электронных возбуждения па струк­турные дефекты лежит элоктронколебательное взаимодейстпид, обеспечивающес превращение потенциальной энергии электронных возбуждений в смещения ионов порядка , постоянной решетки собственных электронных воздуждений (Ее) больше энергии созда-

ния радиационных дефектов (Еd), а время жизни электронных воз-буддений в элементарной ячейке ( ) больше периода колебаний кристаллообразующих частиц ( ), то электрон-колебательное вза­имодействие может привести к распаду электронного возбуждения на френкелевские дефекты. Следовательно, неравенства Ее>Еd и можно рассматривать как приближенные устовия возможности распада электронных возбуждений с ровдением дефектов за счет электрон-ко­лебательных взаимодействий [21].

С этой точки зрения объяснима низкая эффективность прямого дефектообразования при распаде высокоэнергетических электронных возбуаздений. В этом случае выполняется первое неравенство ( Ее>Еd) но не выполняется второе: подавляющее большинство сысокоэнергети-ческих электронных возбуждении имеет очень малое время жизни, ли­бо слишком короткое время жизни в фиксированной элементарной ячей­ке кристалла.

Особенно благоприятна ситуация для распада тех электронных возбуждении, которые переходят в автолокализованное состояние. Для них условие явно выполняется. Установлено, что автоло-кализованные экситоны существуют в галоидных солях щелочных и ще­лочноземельных металлов, в гидриде лития, в некоторых галоидных солях свинца и серебра. Вое эти системы имеют низкую радиационную стойкость. Ионные кристаллы, для которых автолокализация экситонов отсутствует ( MgO, Al2, O3 , ), имеют исключительно высокую радиа­ционную устойчивость.

Перейти на страницу:  1  2  3  4  5  6