Справка: Полисадова, Елена Федоровна. Спектрально-кинетические закономерности люминесценции минералов : диссертация кандидата физико-математических наук : 01.04.07 Томск, 2004 161 c. : 61 05-1/366
Объем: 161 стр.
Информация: Томск, 2004
Содержание:
ВВЕДЕНИЕ
Глава
I ОСНОВНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ
11 Природа центров свечения в твердом теле
111 Собственное свечение
112 Примесное свечение
113 Радиационные дефекты как центры свечения
12 Особенности люминесценции минералов
13 Люминесцентный анализ в минералогии
ВЫВОДЫ
Глава
II ТЕХНИКА Р1МПУЛЬСНОЙ КАТОДОЛЮМРШЕСЦЕНТНОИ СПЕКТРОМЕТРИИ С ВРЕМЕННЫМ РАЗРЕШЕНИЕМ
21 Особенности применения сильноточных электронных пучков для возбуждения свечения
22 Импульсный оптический спектрометр
23 Методика проведения эксперимента
24 Оценка влияния радиационного облучения на стабильность люминесцентных характеристик минералов
ВЫВОДЫ
Глава
III ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КАЛЬЦИТА ПРИ ОБЛУЧЕНИИ СИЛЬНОТОЧНЫМ ЭЛЕКТРОННЫМ ПУЧКОМ
31 Характеристика исследуемых образцов кальцита
32 Переходное поглощение в исландском шпате
33 Люминесценция кальцита
ВЫВОДЫ
Глава
IV ЛЮМИНЕСЦЕЦИЯ ПОЛЕВЫХ ШПАТОВ
41 Характеристика исследуемых образцов
42 Люминесцентные характеристики полевых шпатов
421Р1КЛ альбита
421 ИКЛ микроклина
423ИКЛ амазонита
43 Обсуждение и анализ результатов исследования ИКЛ полевых шпатов
ВЫВОДЫ
Глава
V ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРИСТАЛЛОВ ТОПАЗА ПРИ ОБЛУЧЕНИИ ЭЛЕКТРОНАМИ
51 Характеристика исследуемых образцов
52 Радиационно-индуцированное поглощение в кристаллах топаза
53 Люминесцентные характеристики кристаллов топаза
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
Введение:
АКТУАЛЬНОСТЬ При взаимодействии потоков ионизируюш,ей радиации с твердыми телами большая часть их энергии расходуется на возбуждение электронной подсистемы кристаллов [1, 2], Это приводит к созданию в кристаллической решетке электронных возбуждений (ЭВ), которые могут аннигилировать безызлучательно (с рождением пар дефектов, с выделением энергии в виде тепловых колебаний) или с испусканием квантов света (люминесценция) [3]. Осуществление акта рекомбинации может происходить как в ненарушенных участках решетки, так и на дефектах (собственных и примесных). Поэтому исследование люминесценции является высокоэффективным способом и изучения дефектной структуры структуры центров свечения и кристаллов, установления окраски, изучения природы фундаментальных процессов диссипации поглощенной энергии в веществе, эволюции ЭВ, образовании и накоплении радиационных дефектов и т.д. Зависимость характеристик люминесценции от состояния кристаллической решетки определила ее применение для целей анализа материалов. Очень широко используется люминесцентный спектральный анализ в прикладной минералогии, поэтому вопросы об информативности люминесцентных параметров, достоверности интерпретации структуры излучающих центров, совершенствования методик анализа являются актуальными. Одна из задач по минералогического люминесцентного свойств анализа определение совокупности люминесцентных предыстории образца, условий его происхождения, что сделает возможным дальнейшее применение этих сведений для прикладной минералогии (обнаружение и определение содержания минералов в породах, их диагностика, оконтуривание месторождений, люминесцентные технологии обогащения руд и т.д.). Очевидно, что эффективно проводить подобный анализ для минералов, насчитывающих более трех тысяч видов невозможно без знания основных физических закономерностей процессов, приводящих к излучению, и без обширной базы данных по спектрально кинетическим свойствам свечения различных групп минералов. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ Применение люминесценции для решения широкого круга прикладных задач (люминесцентный анализ, сцинтилляционная техника, дозиметрия ионизирующих излучений, люминесцентные экраны, источники света) определило появление большого числа работ, посвященных изучению различных аспектов этого явления. Стационарными методами изучена люминесценция множества материалов, результаты и закономерности обобщены в ряде монографий [4-11]. К настоящему времени накоплен обширный материал по исследованию люминесцентных свойств диэлектрических и полупроводниковых кристаллов различных классов. Из широкозонных материалов наиболее подробно изучено экситонное свечение в кристаллах щелочно-галоидных соединений (ЩГК), щелочно-земельных фторидах (ЩЗМФ). Установлена структура автолокализованных экситонов (АЛЭ), механизмы их создания, взаимодействие с дефектами структуры [2] и т.д. Изучена природа свечения, возбуждаемого радиацией в широкозонных оксидах металлов (MgO, СаО, AI2O3, Y2O3 и др.) [13, 14]. В MgO обнаружены свободные экситоны (СЭ) Ванье большого радиуса, а в анизотропных кристаллах ВеО, AI2O3 и Y2O3 АЛЭ с характерным широкополосным свечением и большим стоксовым сдвигом относительно экситонных полос поглощения. Имеется большое количество работ, посвященных изучению примесного свечения [5,10,15]. Основные закономерности возбуждаемого радиацией свечения, полученные для ЩГК и ЩЗМФ, используются для интерпретации явлений в более сложных системах. Закономерности свечения полупроводниковых материалов подробно изучены в соединениях типа AIIIBV, AIIBVI [5, 7,1619]. В таких кристаллах обнаружено межзонное свечение, собственное экситонное, примесное свечение, межпримесная (донорно-акцепторная) люминесценция. В значительно меньшей степени изучены закономерности и механизмы свечения в кристаллах сложных кислородных соединениях типа двойных окислов и соединений с комплексными анионами [20-23], стеклах [24], многокомпонентных веществах [25], минералах [26-29]. Изучение люминесцентных свойств таких систем как минералы имеет свою специфику, обусловленную на них в многообразием природной физико-химических обстановке, много- факторов, влияющих компонентностью геохимических систем. В целом же, минералам присущи те же типы дефектов, как и другим неорганическим материалам [28-30]. К настоящему времени в минералах в основном исследовалась стационарная фото- и рентгенолюминесценция. Поэтому, в силу своих свойств (длительное время послесвечения, высокий квантовый выход), наиболее хорошо изученным в этой группе веществ является примесное свечение. Значительный прогресс в понимании природы люминесценции был достигнут с появлением импульсной техники [31-33]. Методы люминесцентной спектрометрии с временным разрешением позволяют независимо изучать каждый из этапов люминесцентного процесса (генерация, миграция, внутрицентровые процессы). Показана эффективность использования для этих целей лазерного [34-36] и рентгеновского [37] излучения. При этом наиболее перспективным в исследовании люминесценции природных кристаллов является метод импульсной катодолюминесцентной спектроскопии [38-46], когда возбуждение образца производится сильноточным электронным пучком (СЭП). Использование СЭП позволят обеспечить высокую плотность возбуждения, возбуждать все типы дефектов (как собственные, так и примесные), создавать в кристалле объемное возбуждение, изучать кинетические характеристики свечения в широком временном диапазоне. Однако, несмотря на вышеперечисленные достоинства, исследования люминесцентных свойств минералов с использованием методов импульсной спектрометрии носят фрагментарный характер. Сдерживающими факторами являются отсутствие методологической основы для минералогического анализа и недостаточной степенью изученности всего спектра физических про
