Исследование радиационных центров и наночастиц в ион-имплантированных оксидных и фторидных стеклах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Тепляков, Юрий Георгиевич

• Тепляков, Юрий Георгиевич
• кандидат физико-математических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Тепляков, Юрий Георгиевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Представления о структуре стекла и методах ее исследования.

1.2. Радиационные парамагнитные дефекты (РИД) в неорганических стеклах, индуцированных у-излучением.

1.2.1. Основные РПД в у-облученном кварцевом стекле, связанные с его собственными дефектами.

1.2.2. Радиационные парамагнитные центры (РПЦ) в у-облученных силикатных стеклах.

1.2.3. Радиационные парамагнитные центры в у-облученных боратных стеклах.

1.2.4. Радиационные парамагнитные центры в фосфатных стеклах.

1.2.5. Парамагнитные дефекты в у-облученных фторидных стеклах.

1.3. Парамагнитные радиационные дефекты в неорганических стеклах, возникающие при ионной имплантации.

1.3.1. ЭПР радиационных парамагнитных дефектов в имплантированных кварцевых стеклах.

1.3.2. Радиационные парамагнитные дефекты в имплантированных силикатных и боросиликатных стеклах.

1.3.3. Имплантация переходных элементов.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование радиационных центров и наночастиц в ион-имплантированных оксидных и фторидных стеклах»

Актуальность

Стекло, как материал, известно человечеству несколько тысячелетий. Оно широко использовалось в быту, строительстве, архитектуре. В то же время, будучи оптическим материалом, из которого изготавливались линзы, призмы, зеркала, стекло определило значительный прогресс человечества в таких науках, как физика, химия, биология, астрономия, медицина и др.

Интерес к стеклообразному состоянию в последние десятилетия обусловлен, прежде всего, интенсивным поиском новых материалов, потребность в которых диктуется насущными задачами науки и техники.

В последнее время резко возрос интерес к исследованию стекол, подвергнутых воздействию потока ускоренных заряженных частиц.

В частности, это связано с тем, что стекло является одним из материалов, который используется как связующее при захоронении радиоактивных отходов, и, как показали эксперименты [1], бомбардировка тяжелыми ионами (например, РЬ) оказывается едва ли не единственным лабораторным методом, способным имитировать разрушения, создаваемые ядрами отдачи при а-распаде радиоактивных элементов [2-4].

С другой стороны, как показали исследования [5], под действием ионных пучков происходит изменение физических и химических свойств стекла в его приповерхностном слое, что делает перспективными различные применения стекол, подвергавшихся облучению ионными пучками, например в интегральной оптике.

В последние годы объектом многочисленных исследований стали стекла, в которых направленно создаются металлические или полупроводниковые включения нанометрового размера. Оптические или магнитные свойства таких материалов перспективны для применения в быстродействующих переключающих и записывающих устройствах для интегральных оптических и оптоэлектронных систем. Одним из наиболее эффективных методов создания таких частиц является ионная имплантация [6].

Основная цель и задачи работы

Основной целью настоящей работы является изучение эффектов взаимодействия ускоренных заряженных частиц с поверхностью стекла. Она включает в себя изучение этих эффектов в самых разных аспектах, начиная от образования точечных радиационных дефектов под действием потока заряженных частиц и заканчивая получением наноструктур в прозрачных оптических средах. С практической точки зрения такое исследование, с одной стороны, связано с необходимостью выяснить поведение контактного слоя между радиоактивными отходами и стеклом, используемым при захоронении этих отходов, с другой - с пониманием динамики образования наночастиц в стеклах при ионной имплантации. Кроме того, данная работа имела своей целью также и чисто фундаментальное исследование точечных радиационных парамагнитных дефектов (РПД) в имплантированных стеклах в сравнении с РПД, образующимися под действием у-облучения, а также химических связей и положение в структуре стекла самих имплантируемых ионов в зависимости от состава стекла, природы имплантируемого иона, его атомной массы , энергии и условий облучения.

Основным методом исследования является электронный парамагнитный резонанс (ЭПР).

Научная новизна

1. Установлено, что во всех изученных оксидных стеклах доминирующим дефектом является молекулярный ион кислорода 0~2. Всего выявлено 9 типов спектров этого иона, отличающихся спектральными параметрами в зависимости от ближайшего окружения, которые в разных сочетаниях позволяют построить модельные спектры, совпадающие с экспериментально наблюдаемыми.

-72. Показано, что дырочные центры, наблюдаемые в у-облученных стеклах, при бомбардировке заряженными частицами, как правило, не наблюдаются, за исключением некоторых алюмоборатных и фторалюминатных стекол.

3. Изучена трансформация фундаментального Е'-центра, наблюдаемого в у-облученных кварцевых стеклах, в так называемый центр Е'-типа.

4. Установлена природа примесного центра, присутствующего практически во всех имплантированных стеклах, представляющего собой ион COj, образующийся в результате взаимодействия выбитых атомов кислорода с углеродом, попадающим на поверхность стекла из вакуумной системы в процессе имплантации.

5. Установлено, что при имплантации переходных элементов в оксидные и фторидные стекла, они могут внедряться как "изолированные" ионы в различных валентных и координационных состояниях, а также образовывать металлические коллоидные частицы и различные соединения. Впервые с помощью ЭПР на основе поведения спектров при фазовых переходах идентифицированы составы сложных соединений, образующихся между атомами стекла и имплантированными ионами.

Практическая значимость

1. Показано, что облучение стекол на боросиликатной и алюмофосфатной основах, предназначенных для иммобилизации радиоактивных отходов, ускоренными ионами переходных металлов и свинца до величин флюенсов, соответствующих тем, которые наберут эти стекла после 10000 лет хранения, не приводит к деструкции кремнекислородной сетки и они могут быть использованы для долговременного хранения радиоактивных отходов.

2. Образующиеся при облучении стекол ускоренными ионами молекулярные ионы кислорода 0'2 являются предшественниками молекулярного кислорода, который может влиять на механические свойства остеклованных радиоактивных отходов, что нужно учитывать при их долговременном хранении.

-83. Концентрации молекулярных ионов кислорода при одинаковых значениях флюенсов в стеклах на алюмофосфатной основе ниже, чем в стеклах на бо-росиликатной основе и, таким образом, первые являются несколько более радиационно-устойчивыми, чем вторые.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту.

1. Установление основного типа радиационных дефектов при бомбардировке поверхности оксидного стекла тяжелыми заряженными частицами - молекулярного иона кислорода 0~2.

2. Установление природы центров, связанных с имплантацией C+(COj), К1" (NO2), РЬ+, а также примесных центров, связанных с углеродом в оксидных стеклах и кислородом - во фторидных.

3. Особенности внедрения имплантируемых переходных элементов (Мп, Сг, Со, Си) в оксидные и фторидные стекла.

4. Идентификация состава коллоидных металлических частиц и кристаллических включений нанометровых размеров по фазовым переходам, наблюдаемым с помощью ЭПР.

Апробация работы

Основные материалы диссертации представлены на 2-й Конференции европейского общества по стеклу (Венеция, Италия, 1993), 9-й и 10-й Международных конференция молодых ученых по химии и химической технологии «МКХТ-95» (Москва, 1995) и «МКХТ-96» (Москва, 1996), 5-й Международной конференции по обращению с радиоактивными отходами и реабилитации окружающей среды "ICEM '95" (Берлин, Германия, 1995), 20-м Международном симпозиуме «Научные основы обращения с ядерными отходами» (Бостон, США, 1997), 1-м Международном симпозиуме по передовым материалам для электроники и оптики "ISIAMEO-l-La Rochelle 2006" (JIa-Рошель, Франция, 2006), 21-м Международном Конгрессе по стеклу (Страсбург, Франция, 2007) и на 3-й Международной конференции по наноструктурам и аморфным халько-генидам (Брасов, Румыния 2007).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 17 работ, из них 9 статей в журналах "Физика и химия стекла", "Journal of Non-Crystalline Solids" и "Optical Materials", 2 статьи в рецензируемых трудах международных конференций и 6 тезисов докладов на международных конференциях.

Объем и структура диссертации

Диссертационная работа изложена на 167 страницах машинописного текста и состоит из введения, 5 глав, выводов, списка цитируемой литературы. Работа содержит 12 таблиц и 49 рисунков. Список литературы включает 177 ссылок на работы зарубежных и отечественных авторов.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Тепляков, Юрий Георгиевич

- 148 -ВЫВОДЫ

1) Проведено комплексное исследование оксидных и фторидных стекол в широком диапазоне составов от кварцевого до многокомпонентных, подвергнутых высокодозовому облучению заряженными частицами с различной атомной массой и энергией, в результате которого были обнаружены и изучены дефекты, начиная от точечных и кончая коллоидными металлическими частицами и кристаллическими вкраплениями сложных соединений нанометрового диапазона. Основным методом исследования является электронный парамагнитный резонанс (ЭПР).

2) Детально исследованы радиационные дефекты, возникающие в оксидных стеклах (12 составов) на основе главных стеклообразователей (В2О3, Si02, Р2О5), подвергнутых воздействию пучков заряженных частиц (В+, С+, 1ST1", 0+, Ar+, Mn+, Cu+, РЬ+) при энергиях 80 и 150 кэВ и дозах 1015—1017 ионов/см-2 при контролируемой температуре подложки (исследуемой стеклянной пластины) в процессе имплантации. С использованием программы, разработанной в лаборатории радиоспектроскопии НИИЯФ МГУ для обработки спектров ЭПР, были с большой точностью определены спектральные параметры и впервые установлено, что во всех изученных стеклах доминирующим дефектом является молекулярный ион кислорода 0'2. Всего выявлено 9 типов спектров этого иона, отличающихся спектральными параметрами в зависимости от ближайшего окружения, которые в разных сочетания позволяют построить спектры, совпадающими с экспериментально наблюдаемыми. В сопоставлении с данными вторичной электронной масс-спектроскопии и обратного резерфордовского рассеяния установлено, что эти дефекты образуются преимущественно в результате упругих столкновений, хотя и ионизационные процессы также вносят свой вклад. При прочих равных условиях количество ионов 0'2 наибольшее в случае боратных стекол.

3) Наивысшие концентрации молекулярных ионов О2' наблюдались в боратных стеклах, имеющих массу меньшую, чем у налетающего иона и атомов отдачи, и эти концентрации уменьшались в ряду: боратные > силикатные > боросиликатные > фосфатные > алюмофосфатные стекла. Это указывает на то, что по отношению к альфа-частицам и ядрам отдачи алюмофосфатные стекла являются более радиационно-стойкими, чем боросиликатные.

4) Характерно, что дырочные центры, наблюдаемые в у-облученных стеклах, при бомбардировке заряженными частицами с указанными энергиями и дозами, как правило, не наблюдаются, за исключением некоторых алюмобо-ратных стекол, в которых обнаружен известный дырочный центр "пять линий плюс плечо".

5) Изучена динамика трансформации фундаментального Е'-центра, наблюдаемого в у-облученных кварцевых стеклах, в так называемый центр Е'-типа вследствие изменения ближайшего окружения атома Si с локализованным на нем неспаренным электроном.

6) Во фторалюминатном стекле наблюдается центральная резонансная линия, обнаруженная ранее в у-облученных фторидных стеклах. В то же время значительный вклад в сигнал ЭПР вносит все тот же молекулярный ион кислорода Oj, образующийся за счет кислорода, попадающего в стекло как примесь в процессе синтеза.

7) Установлена природа другого примесного центра, присутствующего практически во всех имплантированных стеклах, в том числе и в тех, которые изучались в других лабораториях. Это ион COj, образующийся в результате взаимодействия выбитых атомов кислорода с углеродом, попадающим на поверхность стекла из вакуумной системы в процессе имплантации.

8) Показано, что в многокомпонентных стеклах, имплантированных N, образуются парамагнитные молекулы NO2, которые раньше были обнаружены в кварцевых стеклах.

9) В спектрах фосфатных стекол, имплантированных РЬ+, обнаружена узкая линия, связанная со свинцом.

-15010) Установлено, что в оксидных стеклах, имплантированных ионом Си+, часть меди (около 10%) присутствует в форме иона Си'"", находящегося в центре вытянутого кислородного октаэдра. Остальная медь находится в непарамагнитном состоянии, возможно, в виде коллоидных частиц.

11) Марганец, имплантированный в оксидные стекла, в основном находится в виде иона Мп2+, при этом в некоторых образцах, где его концентрация мала, он обнаруживает сверхтонкую структуру с расщеплением, типичным для стекла данного состава. В большинстве имплантированных стекол наблюдаются линии от кластеров Мп2+, связанных спин-спиновым взаимодействием. 06-менно-суженные линии обнаруживают аномальную температурную зависимость интенсивности и ширины линии, свидетельствующую об образовании антиферромагнитных кристаллических частиц МпО, для которых в области температуры Нееля происходит критическое уширение линии и резкое уменьшение её интенсивности. Аналогичный эффект имеет место для фторалюми-натного стекла, в котором при имплантации Мп образуются частицы антиферромагнитного MnF2.

12) В кварцевых и фосфатных стеклах, имплантированных Со, при низл, ких дозах и гелиевых температурах наблюдаются сигналы ЭПР иона Со в октаэдрической координации. При термической обработке имплантированного стекла в восстановительных условиях появляется линия, которая может быть отнесена к иону Со+. В силикатных стеклах при низких дозах и температурах, по данным ЭПР и оптической спектроскопии, ион Со2+ находится преимущественно в тетраэдрической координации. В образцах всех стекол, после высокотемпературной термической обработки, при комнатной температуре наблюдается линия с g=2,22, которая может быть отнесена к суперпарамагнитным частицам ферромагнитного металлического Со, наличие которых подтверждается полосой поглощения поверхностного плазмонного резонанса в оптическом спектре и микрофотографиями ТЕМ.

13) Переход в антиферромагнитное состояние, выражающийся в критическом уширении линий ЭПР вблизи температуры Нееля, был обнаружен для термически обработанного стекла кордиеритового состава, имплантированного ионами Сг, а сравнение полученных температурных зависимостей с данными для поликристаллического MgCr204 свидетельствует об образовании микрочастиц шпинели MgCr204 в имплантированном слое.

14) Изучено многокомпонентное стекло, содержащее серу, имплантированное ионами Сг, спектры ЭПР которого при изменении температуры указывают на образование в имплантированном слое микровключений кристаллической ферромагнитной шпинели CdCr2S4. Имплантация в то же стекло одновременно Сг и Си с последующей термической обработкой приводит к образованию микрочастиц другой ферромагнитной халькошпинели CuCr2S4.

15) Таким образом, при имплантации переходных элементов в оксидные и фторидные стекла они могут внедряться как "изолированные" ионы в различных валентных и координационных состояниях, как правило, похожих на те, в которых эти ионы находятся в стеклах соответствующего состава, куда они вводились через шихту. При высокодозовом облучении и (или) термической обработке переходные элементы образуют металлические коллоидные частицы или сложные соединения с атомами стекла или соимплантированными ионами.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Тепляков, Юрий Георгиевич, 2007 год

1. Hughes А.Е. Radiation damage in insulators at high doses // Radiat. Eff. 1986. V.97. P.161-173.

2. Arnold G.W. Radiation damage effects in nuclear waste glasses // Radiat. Eff. 1983. V.74.P. 151 -159.

3. Arnold G.W. Ion implantation damage in silicate glasses // Sci. Basis Nucl. Waste Manag. VI. Symp. Boston, Mass., Nov., 1982, New York, 1983. P. 423428.

4. Weber W. A review of the current status of radiation effects in solid nuclear waste forms // Sci. Basis Nucl. Waste Manag. VI. Symp. Boston, Mass., Nov., 1982, New York, 1983. P.407-414.

5. Hobbs A., Barklie R.C., Reeson K., Hemment P.L.F. Dose dependence of defects in silicon produced by high dose, high temperature 0+ implantation // Defects in Semiconductors, ed. by Bardeleben, 1986. V. 10-12. P. 1159-1164.

6. Cattaruzza E. "Quantum-dot composite silicate glasses obtained by ion implantation" //Nucl. Instrum.& Methods in Phys. Research В (NIMB).-V. 169.-2000.-pp.141-155

7. Zachariasen W.N. The atomic arrangement in glass // J. Amer. Chem. Soc., 1932. V.54., P.3841-3851.

8. Biscoe, Warren B.S. X-ray diffraction study of soda-boric oxide glasses //J. Amer. Ceram. Soc.-1938.-V.-21-p.287-293

9. Goldshmidt V.M. Geochemishe Verteilungsgesetze der Elemente//J. Mat. Naturwiss.-1926.-№8.-p.7-156.

10. Петровский Г.Т., Абдрашитова Э.И. Структурные и физико-химические особенности фторбериллатных стекол. // Физ. и Хим.Стекла.-1983.-Т.9.-№6.-с.385-482.

11. Poulain M.A., Poulain M.I. Fluorine containing glasses with ZrF4. Optical properties of glass doped with Nd34- // J. Mater. Res. Bull. 1975. V.10. P.243-246.

12. Videan J.J., Porter J. Fluoride glasses // Inorganic solid fluoride: chemistry and physics. Orlando. 1985. P.309-329.

13. Уоррен Б.Е. Рентгеновские исследования структуры стекол // Кристаллография. 1971, Т. 16, С. 1264-1273.

14. Leadbetter A.J., Wright А.С. Difraction studies of glass structure. II. The structure of vitreous germania// J. Non-Crystalline Solids. 1972. V.7. P.37-52.

15. Porai-Koshits E.A. The structure of glass // J. Nori-Crystalline Solids. 1978. V.25. P.85-127.

16. Urnes S., Andersen A.F., Herstad 0. Neutron difraction studies of silicate glasses //J. Non-Cryst. Solids. 1978. V.29. P. 1-14.

17. Wagner C.N.J. Direct, methods for the determination of atomic-scale structure of amorphous solids (X-ray, electron, and neutron scattering) // J. Non-Cryst Solids. 1978. V.31.P.1-40.

18. Wrighl A.C., LeadbetterA.J. Difraciion studies of glass structure // Phys. Chem. Glasses. 1976. V.17. P. 122-145.

19. Weeks R.A. Paramagnetic resonance of lattice defects in irradiated quartz // J. Appl. Phys. 1956. V.27. P.1376-1381.

20. Griscom D.L. Electron spin resonance in glasses // J. Non-Crystal. Solids. 1980. V.40. P.211-272.

21. Griscom D.L., Caracterization of three E'-center variants in X-and y-irradiated high purity a-Si02 // Nucl. Instrum. & Methods Phys. Res. 1984. V.B1. P.481-488.

22. Silsbee R.H. Electron spin resonance in neutron-irradiated quartz // J. Appl. Phys. 1961. V.32. P. 1459-1462.-15417 70 1

23. Griscom D.L. E'-center in glassy silicon oxide: O, Si, H and "very weak" 29Si hyperfine structure // Phys. Rev. 1980. V.B2. P.4192-4202.

24. Feigl F.J., Fowler W.B.,Yip K.L. Oxygen vacancy model for Е1- center in Si02// Solid State Commun. 1974. V.14. P.225-229.

25. Yip K.L., Fowler W.B. Electronic structure of E'-centers in Si02 // Phys. Rev. 1975. V.B11. P.2327-2328.

26. Criscom D.L., Friebele E.J., Sigel G.H. Observation and analysis of the primary7Q

27. Si hyperfine structure of the E'-center in non-crystalline Si02 // Solid State Communications. 1974. V.15. P.479-483.

28. Тюльнин В.А. Исследование радиационных центров в силикатных стеклах методом ЭПР. Автореф. дисс. канд. хим. наук. JI., 1969,

29. Амосов А.В. Центры парамагнитного и оптического поглощения в стеклообразном кремнеземе. Автореф. дисс. канд, физ.-мат. наук. М.,1970.

30. Бреховских С.М., Тюльнин В.А. Радиационные центры в неорганических стеклах, М: Энергоатомиздат., 1988.

31. Stapelbroek М., Grriscom D.L., Friebele E.J., Sigel G.H. Oxigen-associated trapped-hole centers in high-purity fused silicas // J. Non-Cryst. Solids. 1979. V. 32, N 1-3, P.313-326.

32. Griscom D.L. Defects in amorphous insulators // J. Non-Cryst. Solids. 1978. V.31. P.241-266.

33. Friebele E.J., Griscom D.L., Stapelbroek M., Weeks R.A. Fundamental defect centers in glass: peroxiradical in irradiated, high purity, fused silica // Phys. Rev. Lett. 1979. V.42. P. 1346-1349.

34. Kordas G., Oel H.J. Structure of radiation-induced hole centers in alkali silicate glasses. //J. Phys. Chem. Glasses. 1982. V.23.№5. P.179-183.

35. Criscom D.L. Electron spin resonanse studies of trapped hole centers in irradiated alkali silicate classes //J. Non-Ciyst. Solids. 1984. V.64. P.220-247.

36. Griscom D.L. ESR study of radiation damage and structure in oxide glasses not containing transition group ions: A contemporary overview with illustrationsfrom the alkali borate system // J. Non-Cryst. Solids. 1973/1974. V.13. P.251-285.

37. Lee S., Bray P.J. ESR studies of irradiated glasses containing boron. // J. Chem. Phys. 1963. V.39. N11. P.2863-2873.

38. Frieble E.J., Griscom D.L. Radiation effects in glass. // Treatise on materials science and technology. // Ed. by M. Tomozawa, R.H. Doremus. New York: Acad. Press, 1979. V.17. Glass И. P.257-351.

39. Lee S., Bray P.J. ESR studies of irradiated alkali borate glasses with high alkali oxide content. // J. Chem. Phys. 1964. V.40. N10.P.2982-2988.

40. Kreidl N.J., Hensler J.R. Gamma irradiation of some multicomponent glasses // Proc. IV Intern. Glass Congress, Paris, 1956. V.7, N3. P.367-372.

41. Стародубцев B.A., Шиян JI.H., Заусаева H.H. Образование фосфорнокис-лородиых радикалов в фосфатных стеклах при импульсном облучении электронами средних энергий // Физ. и хим. стекла. 1990. Т. 16, №2. С. 165173.

42. Карапетян Г.О., Юдин Д.М. Изучение действия у-излучения на фосфатные стекла методом ЭПР // ФТТ. 1961. Т. 111, N9. С.2827-2834.

43. Эткинс П., Саймоне М. Спектры ЭПР и строение неорганических радикалов, М.: Мир. 1970.

44. Weeks R.A., Bray P.J. ESR spectra of y-ray-irradiated phosphate glasses and compounds: oxygen vacancies // J. Chem. Phys. 1968. V.48, N1. P.5-13.

45. Marysko M., Bohun A. ESR study of multicomponent phosphate glasses // Czech. J. Phys. 1979. V.B29. P.353-356.

46. Аванесов А.Г., Денкер Б.И., Корниенко Л.С., Осико В.В., Рыбалтовский1 — 7 —

47. А.О., Тихомиров В.А. Радикал-ионы в фосфатных стеклах

48. Физ. и хим. стекла. 1980. Т.6, №3. С.348-350.

49. Arnold G.W. // Radiat. Eff. 1980. V.47. P. 15

50. Arnold G.W. // J. Appl. Phys. 1975. V. 46, N.10. P.4466

51. Hosono H., Ikuhara Y., Abe Y., Weeks R.A. Formation of copper nanoscale particles in ion implanted silica glass // J.Mater. Sci. Lett. 1992. V.ll. P.1257-1259.

52. Caccavale F., Mazzoldi P., Tramontin L., Battaglin G. Chemical and Physical modifications in ion implanted glasses. XVI Intern. Congress on glass. Bol. Soc. Esp. Cer. Vid. 31-c (1992) V.3 P. 205-210.

53. Isobe Т., Park S.Y., Weeks R.A., Zuhr R.A. "The optical and magnetic properties ofNi+-implanted glasses".-! Non-Crystal. Solids.-V.l 89.-1995.-pp. 173-180

54. Бухарев A.A., Казаков A.B., Манаков P.A., Хабибулин И.В, Яфаев Н.Р Физ. хим. стекла. 1986. Т. 12. С.376.

55. Isobe Т., Weeks R.A., Zuhr R.A." Magnetic properties of nanosize nickel particles produced in silica glasses by ion implantation and subsequent annealing".-Solid State Commun.-V.105.-№7.-1998.- pp.469-472

56. Arnold G.W., Mazzoldi P. Ion Beam Modification of Insulators, ed. by P.Mazzoldi and G.W. Arnold (Elsevier,Amsterdam), 1987. Chap.5. P. 195-222.

57. Devine R.A.B., Golansky A. Creation and annealing kinetics of magnetic oxygen vacancy centars in Si02// J. Appl. Phys. 1983.V.54.N7.P.3833-3838.

58. Derryberry S.L., Weeks R.A., Weller R.A., Mendenhall M. Characterization of defects in amorphous Si02 implanted with oxygen ions // Nucl. Instrum. & Methods in Phys. Res. 1991, V. B59/60. P. 1320-1323.

59. Hosono H., Weeks R.A. Structural defects in chromium-ion-implanted vitreous silica//Phys. Rev. B. V.40. N 15. P. 10543-10549.

60. Holzenkampfleer E., Richter F.W., Stuke J., Voget-Grote U. Electron spin resonance and hopping conductivity of a-SiOx // J. Non-Crystal. Solids. 1979. V.32. P.327-338.

61. Whichard G., Hosono A., Weeks R.A., Zuhr R.A., Magruder R.H. Electron spin resonance spectroscopy of titanium-ion-implanted silica // J.Appl.Phys. 1990. V.67. N 12. P.7526-7530.

62. Hosono H., Abe Y., Oyoshi K., Tanaka Sh. Effects coimplantation of silicon and nitrogene on structural defects and Si-N bond formation in silica glass // Phys. Rev. B. 1991. V.43, N 14. P.I 1966-11970.

63. Hosono H. Structural defects and states of implanted ions in silica glasses implanted with silicon and/or nitrogen ions // Nucl. Instrum. & Methods in Phys. Res. 1992. V. B65. P.375-379

64. Hosono H., Matsunami N. Structural defects and chemical interactions of implanted ions with substrate structure of amorphous Si02 // Phys. Rev. B. 1993. V.48.N18.P. 13469-13473.

65. Webb A.P, Townsed P.D. // J.Phys. D. 1976. V.9. P. 1343

66. Mac Gregor A.I., Mac Crone R.K. Defects in 0+ implanted silicate glasses and reactions with water//J. Non-Cryst. Solids. 1988.V.102.P.30-35.

67. Sands R.H. Paramagnetic resonance absorption in glass // Phys. Rev. 1955. V.99. P. 1222-1226.

68. Гарифьянов H.C., Рубцов М.И. Рыжманов Ю.М. Электронный парамагнитный резонанс в силикатных стеклах, содержащих трехвалентный титан.// Стекло и керамика.- 1963.-№3.-с.11-14.

69. Яфаев Н.Р., Гарифьянов Н.С. Электронный парамагнитный резонанс V4+ в силикатных стеклах // ФТТ. 1963. Т.5. С.3025-3029.

70. Карапетян Г.О., Кондратьев Ю.Н., Юдин Д.М. Изучение кристаллизации стекол методом электронного парамагнитного резонанса // ФТТ. 1964. Т.б. С 2726-2728.

71. Гарифьянов Н.С., Зарипов М.М. Изучение стекол методом ЭПР на низких частотах//ФТТ. 1964. Т.б. С.1545-1546.

72. Яфаев Н.Р. Применение электронного парамагнитного резонанса ионов переходных металлов к изучению строения стекла // Стеклообразное состояние (Труды IV Всесоюзного Совещания) М. Наука. 1965. С.251л .

73. Абдрашитова Э.И., Яфаев Н.Р. ЭПР Мп в боратных и силикатных стеклах.//ФТТ. 1967. Т.9. С.3172-3176.

74. Богомолова Л.Д., Лазукин В.Н. Петровых Н.В. Сверхтонкая структура спектров ЭПР иона ванадила в ванадийсодержащих стеклах.// ДАН СССР. 1967. Т175. С.789-792.

75. Богомолова Л.Д., Петровых Н.В., Ноздрина Е.Н. Изучение структурного положения меди (II) и ванадия (IV) в оксидных стеклах методом электронного парамагнитного резонанса // Труды V Всес. Совещания по стеклообразному состоянию. Л.: Наука. 1971, С.202-205.

76. Hecht Е.А., Johnston T.S. Study of structure of vanadium in soda-boric oxideglasses.//J. Chem. Phys. -1967.-V.46.-N l.p.23-34i

77. Hochstrasser G. Detection of VO in glass by ESR.//Phys.Chem. Glasses.-1966.-v.7.-N5.-p.l78-182

78. Гарифьянов H.C. Электронный парамагнитный резонанс Cr5+ в стеклах. // Физика твердого тела .-1962.-Т.4.-№6.-с.1962-1965

79. Wiekman Н.Н., Klin М.Р., Shirley D.A. Paramagnetic resonanse of Fe3+ in polycristalline ferrichrome // J. Chem. Phys. 1965. V.42, N6. P.2113-2117.

80. Griscom D.L., Griscom R.E. Paramagnetic resonance of Mn in glasses and compounds of the lithium borate system. // J. Chem. Phys. 1967. V.47. P.2711-2722.

81. Богомолова Л.Д., Лазукин B.H., Петровых H.B. Влияние кобальта на спектры ЭПР Си2+ в оксидных стеклах // ДАН СССР.-1968.-Т.181.-№2.-с.313-316

82. Bogomolova L.D., Krasil'nikova N.A., Prushinsky S.A., Trul O.A., Stefanovsky S.V. EPR of transition metal ions in ion implanted fluoride and phosphate glasses. // J. Chem. Phys. Glasses.- 2002.-V.43C.-p. 25-30

83. Bogomolova L.D., Krasil'nikova N.A., Tarasova V.V. Electron Paramagnetic Resonance of silica glasses implanted with nickel. // J. Non-Cryst. Solids-2003.-V.319.-№2.-p.225-231

84. Hosono H., Weeks R.A., Zuhr R, Imagawa H. // J. Non-Cryst. Solids. 1990. V.120. P.250

85. Becker K., Yang L., Uagland R.E., Margruder R.H., Weeks R.A., Zuhr R.A. // Nucl. Instrum. Methods

86. Fukumi K., Chayahara A., Kageyama H., Kadono K.,Kitamura N. XANES study on coordination geometry of implanted Cu+ ions in silica glass: dependence on doses. // J. Non-Cryst. Solids-2000.-V.271.-p.l71-175

87. D'Acapito F., Mobilio S., Regnard J.R., Cattaruzza E., Gonella F., Mazzoldi P. The local atomic order and the valence state of Cu in Cu-implanted soda-lime glasses.//J.Non-Cryst. Solids-1998.-V.232/234.-p.364-369.

88. Lutze W. Silicate Glasses // Radioactive Waste Forms for the Future, W Lutze and R.C. Ewing (eds). Amsterdam, Elsevier Sci. Publ. 1988. P. 1-159.

89. Ewing R.C., Weber W.J., Clinard, Jr. F.W. Radiation Effects in Nuclear Waste Forms for High-Level Radioactive Waste // Progr. Nucl. Energy. 1995. V. 29, N2.-P. 63-127.

90. Weber W.J., Ewing R.C., Angell C.A. et al. Radiation Effects in Glasses Used for Immobilization of High-Level Waste and Pluonium Disposition // J. Mat. Res. 1997. V.12,N8.-P. 1946-1975.

91. Brice D.K. RASE 3 and DAMG 2. Routines for ion implantation calculations. SLA-73-0416 (1973).

92. Dooryhee E., Langevin Y., Borg J., Duraud J.P., Balanzat E. Formation of paramagnetic defects in high purity silica by high-energy ions // J. Appl. Phys. 1988. V.63. N 5. P.1399-1407.

93. Bleany B. // Proc.Phys.Soc., London, Sec. A. 1960. V.75. P.621.

94. Swalen I.D., Gladney H.M. // IBM. J. Res. Dev. 1964. V.8. P.515.

95. Peterson G.E., Kurkijan C.R. // Solid State Commun. 1972. V. 11. P. 1105.

96. Peterson G.E., Kurkijan C.R., Camavale A. // Phys. Chem. Glass. 1975. V.I 6. P.63.

97. КляваЯ.Г. Э ПР-спектр о скопил неупорядоченных твердых тел. Рига: Зи-натне. 1988. 226 с.

98. Богомолова Л.Д., Гречко Е.Г., Жачкин В.А., Красильникова Н.А., Сахаров В.В., Семенова Т.В. ЭПР ионов Си+ в стеклах на основе тетрафторидов циркония и гафния // Физ. хим. стекла. 1987. Т. 13. С.202-208.

99. ImagawaН.//Phys. Status Solidi. 1968. v.30. P.469.

100. Tsai Т.Е., Griscom D.L. Experimental evidence of exitonic mechanism of defect generation in high purity silica // Phys. Rev. Lett. 1991. V.67. P.2517-2520.

101. Biersack J.P., Haggmark L.G. // Nuclear Instrum. and Methods. 1988. V.174. P.275

102. Golansky A., Devine R.A.B., Oberlin J.C. Irreversible and reversible annealing of paramagnetic oxygen vacancy (E'-centers) in oxygen implanted Si02 // J. Appl. Phys. 1984. V.54. N 6. P.1572-1575.

103. Дешковская А.А., Комар В.ГГ., Скорняков И.В. Спектроскопическое исследование приповерхностных слоев стекла, модифицированных ионной имплантацией // Физ. и хим. стекла. 1984. Т. 10. С.586-591.

104. Амосов А.В., Бумарин Д.Б., Прохорова Т.И., Юдин Д.М. Исследование строения боросодержащих кварцевых стекол методом ЭПР // Неорг. матер. 1975. Т.Н. С.921-926.

105. Griscom D.L. Defects in non-crystalline oxides // Defects and their structure in nomnei.alhc solids / Ed. by B. Henderson, A,B, Hugbea. New York; London: PlenuEiE Press, 1976. P.323-353.

106. Griscom D.L. Electron spin resonance of radiation damage and structure of oxide glasses not containing transition group ions // J. Non-Cryst. Solids. 1973/1974. V.13.P.251-285.

107. Сидоров Т.А,. Тюльнин В.А. К вопросу о природе дырочных центров в облученных щелочносиликатных стеклах // ДАН. СССР. 1967. Т. 175, N4. С.872-874.

108. Dutt D.A., Higby P.L., Griscom D.L. Compositional dependence of trapped hole centers in gamma-irradiated calcium alumino silicate glasses // J. Non-Cryst. Solids. 1991. V.I 35. P. 122-130.

109. Griscom D.L. Electron spin resonance studies of trapped hole centers in irradiated alkali-silicate glasses: a critical comment on current models for HCi and HC2 centers // J. Non-Cryst. Solids. 1984. V.64. P.229-247.

110. Dutt D.A., Higby P.L., Griscom D.L. An electron spin resonance study of X-irradiated calcium alumino silicate glasses //J. Non-Cryst. Solids. 1991. V. 130. P.41-51.

111. Landolt-Bomstein. Numerical Data and Functional Relationships in Science and Technology. V.9. Part A. New Series. Magnetic properties of free radicals. Ed. by K.-H. Hellwege. Springer-Verlag. Berlin-Heidelberg- NY. 1977. P.81-119.

112. Che M., Tench A.J. Characterization and reactivity of molecular oxygen species on Oxide Surfaces // Advances in Catalysis. 1983. V.32. P. 1-148.

113. DeNatale J.F, Howitt D.G. Radiation damage in silicate glass // Radiat. Eff. 1986. V. 98. P. 63-70.

114. Rey C., Trombe J., Dugas J. // Compt. Ren. Acad. Sci. 1977. V. C283. P. 277.

115. Kanzig W., Cohen M.H. Paramagnetic resonance of alkali halids // Phys. Rev. Lett. 1959. V.3, N3. P.509-510

116. Карапетян Г.О., Шерстюк А.И., Юдин Д.М. Исследование оптических и ЭПР спектров у-облученных фосфатных стекол // Оптика и спектр. 1967, Т.22. N3. С.43-449.

117. Зацепин А.Ф., Лахов В.М., Кружалов А,В., Старцев B.C. Влияние катионов-модификаторов па образование радиационных центров в бериллиево-фосфатных стеклах при у-облучении // Физ. и хим. стекла. 1978. Т.4. N6. С.729-733.

118. Бершов Л.В., Кутукова Е.С., Мартиросян В.О., Сырицкая З.М. Радиационные центры окрашивания и ЭПР-спектроскопия некоторых борофосфат-ных стекол // Изв. АН СССР. Неорг. матер. 1972. Т.8, N3. С. 548-551.

119. Денкер Б.И„ Корниенко Л,С., Максимова Г.В., Осико В.В., Рыбалтовский

120. A.О., Тихомиров В.А. Радиационные парамагнитные центры в фосфатных стеклах // Физ. и хим. стекла. 1979, Т.5, N6, С. 720-723.

121. Yasuo N. EPR study of y-ray irradiated phosphate glasses // Bull. Chem. Soc. Japan. 1965. V.38, N8. P1308-1313.

122. Бебих Л.Г., Корниенко Л.С., Литвин Б.Н, Рыбалтовский А.О., Тихомиров

123. B.А. Радиационные парамагнитные центры в стеклообразном ультрафосфате лантана // V Всес. симп. "Оптич. и спектральн. свойства стекол" Тез. докл. Рига, 1982. С. 105.

124. Корниенко Л.С., Рыбалтовский А.О., Тихомиров В.А. Радиационные пар-магнитные центры в высококонцентрированных фосфатных стеклах и ихсвязь со структурой // VII Всес. совещ. по стеклообразному состоянию. Тез. докл. Л.: 1981. С. 159-160.

125. Абдрашитова Э.И., Артамонова М.В., Македонцева О.С. Исследования методом ЭПР алюмофосфатных стекол с добавками меди и кадмия // Физ. и хим. стекла, 1980. Т.б. №5. С. 525-529.

126. Dran J.C., Langevin Y., Maurette M., Petit J.C., Vassent В. Leaching behavior of ion-implanted simulated HLW glasses and tentative prediction of their alpha-recoil aging // Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 1982. V. 6. P. 651-659.

127. Northrup C.J., Arnold G.W, Headley T.J. Ion Implantation Studies of Nuclear Waste Forms // Ibid. P. 667-680.

128. Arnold G.W, Northrup C.J., Bibler N.E. Near-Surface Leaching Studies of Pb-Implanted Savannah River Waste Glass // Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 1982. V. 11.-P. 357-368.

129. Arnold G.W. Ion implantation effects in alkali-borate glasses. // Radiat. Eff. 1986. V. 98. P. 55-91

130. Shanabrook B.V.,Bishop S.G., Taylor P.C.- Photoluminiscence and EPR studies of localized states in amorphous phosphorous. // J.Phys. (Paris)(suppl.lO.-1981.-V.42. C4-865-868

131. Y.M.Kim, P.J.Bray.- Electron Spin Resonance Studies of Gamma-Irradiated Glasses Containing Lead.- J. Chem. Phys.-1968.-V.49.-No3.-P1298-1301

132. H.Hosono, H.Kawazoe, T.Kanazawa,K.Ametani.-EPR Spectra of Pb3+ and Ag° in Glass // J.Chem. Phes. 1980. -V84. - P. 2316-2319.

133. Стефановский С.В., Александров А.И. ЭПР и ИК-спектроскопическое исследование сульфатнофосфатных стекол, содержащих натрий и свинец // Физ. и хим. стекла. 1990. Т. 16, № 1.С. 53-61.

134. Wong J., Angell С.A. Glass Structure by Spectroscopy. New York: Marcel Dekker, Inc., 1976. 864 p.

135. Bishay A. Radiation induced color centers in multicomponent glasses // J. Non-Cryst. Solids. 1970, V.3. P.57-114.

136. Bogomolova L.D, Fedorov A.G., Jachkin V.A., Lazukin V.N. // J. Non-Cryst. Solids. 1980. V.40. P.211.

137. Альтшулер С.А., Козырев Б.М. "Электронный парамагнитный резонанс". М.: Физматгиз, 1961.

138. Bogomolova L.D, Dolgolenko T.F., Jachkin V.A. Lazukin V.N. The EPR of V44- and Cu2+ ions as a method of the study of glass structure. // J. Magn. Res. 1974. V.I 5. P.283-291.

139. Богомолова JI.Д. Применение ЭПР ионов первого переходного ряда для исследования структурных и электрических свойств оксидных стекол // Физ. и хим. стекла. 1976. Т.2, №1. С.4-12.

140. Bogomolova L.D.,Gan'shin V.V., Jachkin V.A., Kubrinsrfya M.E.,Petrova V.Z. // J.Non-Cryst. Solids.-1981.-V.45.-P.249-255

141. Kliava J., Purans J. Simulation of EPR spectra of Mn2+ in glasses // J. Magn. Res. 1980. V.40. P.33-45.

142. Bogomolova L.D, Jachkin V.A., Krasil'nikova N.A., Bogdanov V.L., Fe-dorushkova E.B., Khalilev V.D. EPR of transition metals in fluoroaluminate glasses // J. Non-Cryst. Solids. 1990. V.I 25. P.32-39.

143. Maxwell L.R, Me Guire T.R. // Rev. Mod. Phys. 1953. V.25. P.279.

144. HumberD.L. //Phys. Rev. B. 1972. V.6. P.3180.

145. Mori H., Kawazaki // Progr. Theor. Phys. 1962. V.27. P.529.

146. F. Keffer, Antiferromagnetic transition in MnF2 // Phys.Rev.-1952,-V.87.-P.608=612

147. Schultz P.C.- Optical spectra of ions of first transition raw in silica glass. // J. Am.Ceram.-1974.-V.57.-P.309-314

148. Lytle F.W., Greegor R.B.-Identification of transition metal sites in fused Si02 by X-ray absorption spectroscopy. // Mat. Res. Proc.-1986.-V.61.- P.259-271.

149. France P.W.,Carter S.F., Parker J.M.-Oxidation states of 3d transition metals in ZrF4 glasses. // Phys. Chem. Glasses.-1986.-V.27.-Nol.- P. 32-41.1. Л I

150. Boos A., Pourroy G., Rehspringer J.L., Guille J.L. Optical properies of Co -doped silica gel monoliths. // J. Non-Crystal. Solids.-1994.-V. 176,- P. 172-178.

151. Morishita Y, Tanaka K. Optical absorption of Co-doped Si02-Ge02 glass rods and fibers. //J. Appl. Phys. -2003.-V.93.-No2.-P.999-1003.

152. Matsuda J.,Kojima K., Yano H., Marusawa H. Magnetic moments and ESRл,spectra of Co ions in alkali borate glasses. // J. Non-Crystal. Solids.-1989.-V.lll.- P.63-66.

153. Kojima K., Yano H., Matsuda J. Electron Spin Resonance of High-Spin of Co ions in alkali borate and alkali germanate glasses. // J.Amer. Ceram. Soc. -1990.-V.73.-No 7.-P.2134-2136.

154. Aguilar M. Valence States of cobalt in BaTi03: an EPR study. // Solid State commun.-1984.- V.50.-No9.-P.837-840

155. С.А. Альтшулер, Б.М. Козырев. Электронный парамагнитный резонанс соединений элементов промежуточных групп. // «Наука». Физ-мат. литература. Москва. 1972. с.672

156. Ingram D.J.E.-Spectroscopy at radio and microwave frequencies. London.-1955.-pp.445.

157. O.Cintora-Gonzales, L. Muller, C. Estournes, V. Richard-Poulet, R.Poinsot, J.J. Grobb,J. Guille. Structure and magnetic properties of Co+-implanted silica. // NIMB .-2001.-V. 178.-P. 144-147

158. Blanchard С., Deville A., Boukenter A., Champagnon В., Duval E. MagnetismIof spinel microcrystals in a Cr doped cordierite glass:an EPR study. // J.Physique.-1986.-V.47.-P.1931-1937

159. Blasse G., Fast J.F., Study of spinel MgCr204 // Philips Res. Rep. V18, 1963, P.393-398

160. Бержанский B.H., Гавричков С.А., Иванов В.И. ЭПР в халькогенидных шпинелях хрома, Труды Красноярского Государственного университета, // 1980, с.74-100

161. Stasz J., Jelonek М., Tekily P. Temperature dependence of ESR line intensity in CdCr2S4. // Acta Physica Polonica. 1976, V. A49, P.737-739

162. Berzhansky V.N., Ivanov V.I., Havrichkov S.A. Paramagnetic resonance in magnetic semiconductor, in Magnetic Resonance and Related Phenomena, // 1979, Springer,Verlag, p.392