Люминесценция ионных кристаллов, возбуждаемая импульсами сильноточного электронного пучка тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Мюрк, Владимир Вальтерович

• Мюрк, Владимир Вальтерович
• кандидат физико-математических наук
• 1984

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Мюрк, Владимир Вальтерович

Список сокращений.

Введение.

Глава I. ЛШИНЕСЦЕНЦИЯ ШИРОКОЩЕЛЕВЫХ ИОННЫХ КРИСТАЛЛОВ ПРИ

ВОЗБЗДЕНИИ ЭЛЕКТРОНАМИ (литературный обзор)

1.1, Общие замечания.

1.2, Размен энергии быстрого электрона в ТТ

1.2.1, Взаимодействие быстрых электронов с ТТ

1.2.2. Высокоэнергетические электронные возбуждения в

1.2.3. Плазмоны в диэлектриках ••«,••,.

1.2.4, Размножение электронных возбуждений ••••••••••••

1.3, Свечение высокоэнергетичных электронов в ТТ

1.3.1, Тормозное излучение •••••.

1.3.2, Переходное излучение

1.3.3, Роль излучения вторичных электронов

1.4, Электронные возбуждения в широкощелевых ионных кристаллах.

1.4.1, Свободные и автолокализованные возбуждения

1.4.2, Электроны (дырки) в фононном поле •••••••.

1.4.3, Экситоны в фононном поле

1.4.4, Адиабатическая поверхность экситона

1.4.5, Взаимодействие экситона Френкеля с оптическими фононами.

1.4.6, Энергетическая структура в пассивной зоне.

1.5, Релаксация электронных возбуждений

1,5.1. Особенности релаксации зонных и локализованных электронных возбуждений.

1»5.2. Релаксация зонного состояния.

1.5.3. Релаксация в локальном состоянии

1.6. Свечение электронных возбуждений широкозонных диэлектриков.

1.6.1. Свечение зонных электронов и дырок.

1.6.2. Свечение свободных экситонов.

1.6.3. Правило Урбаха

1.6.4. Люминесценция, связанная с краем экситонного поглощения.*.

1.6.5. Горячая люминесценция локализующихся экситонов

1.6.6. Широкополосная люминесценция широкозонных диэлектриков

Глава 2. МЕТОДИКА ЛШИНЕСЦЕНТНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ ВОЗБУВДЕНИИ

ИМПУЛЬСАМИ СЭПа.

2.1. Сильноточный ускоритель электронов

2.1.1. Ускоритель ГИН-600 .«.

2.1.2. Сильноточный электронный пучок ГИНа

2.2. Экспериментальная камера.

2.2.1. Криостат

2*2.2. Вакуумная система.».

2.3. Оптический тракт регистрации катодолюминесцен

2.3.1. Геометрия эксперимента

2.3.2. Оптический тракт.

2.3.3. Калибровка оптического тракта

2.4. Тракт регистрации.

2.4.1. Особенности тракта регистрации.

2.4.2. Фотоэлектронные умножители.

2.4.3. Блок-схема тракта регистрации .,.,

2.5. Особенности методики.• •••

2.5.1. Процедура измерения спектров .•••»••.

2.5.2. Температурные измерения и температура возбужденной области кристалла.

2.5.3. Эффекты зарядки и разрушения

2.5.4. Спектр СЭПа и свечения, сопровождающие СЭП

2.6. Объекты исследования ••«••••••••»•••.

Глава 3, ИМПУЛЬСНАЯ ЛШИНЕСЦЕН1Щ ОКИСЛОВ МЕТАЛЛОВ ( МдО

Д. УД ) И LlH.

3.1. Импульсная люминесценция окислов металлов третьей группы при возбуждении СЭПом.

3.1.1. Люминесценция ya и ад

3.1.2. Импульсная люминесценция Т20з

3.1.3. Свечение АЛЭ в Y^O^ как репер для измерения энергетического выхода .».

3.1.4. Импульсная люминесценция fltgC^

3.2. Проявление люминесценции свободных экситонов при возбуждении СЭПом ( LlH , МдО )

3.2.1. Люминесценция СЭ в кристаллах LlH

3.2.2. Люминесценция СЭ в кристаллах М^О (обзор)

3.2.3. Краевое излучение ИдО , возбуждаемое СЭПом ,,,

3.3. Катодолюминесценция кристаллов М^О

3.3,1. Люминесценция кристаллов McjO и автолокализация экситонов (обзор)

3.3.2. Импульсная катодолюминесценция кристаллов

МдО .Ю

3.3.3. Длинноволновой спад краевого излучения и правило Урбаха.

3.4. Люминесценция кристаллов MqO-Ca

3.4.1. Спектры катодолюминесценции

3.4.2. Кинетика катодолюминесценции кристаллов

MgO-Ca .ш

3.4.3. Катодолюминесценция кристаллов MgO'fll.

Глава 4. ИМПУЛЬСНАЯ ЛШИНЕСЦЕНЦИЯ ЩГК ПРИ ВОЗБУВДЕНИИ

СЭПом.

4.1. Электронные возбуждения и люминесценция ЩГК

4.1.1. Общая характеристика.

4.1.2. Горячая люминесценция АЛЭ в ЩГК.

4.1.3. Вцутризонная (плазменная) люминесценция

4.2. Коротковолновая люминесценция ЩГК, возбуждаемая СЭПом.

4.2.1. Люминесценция кристаллов Ю

4.2.2. Люминесценция кристаллов KBr ,KCt и NaCf

4.2.3. Катодолюминесценция кристаллов NaBr и ее кинетика .*.

Глава 5. СВЕЧЕНИЕ ЩГК, В03БУВДШ0Е ИМПУЛЬСАМИ ВУФ-ИЗЛУЧЕ

5.1. Методика эксперимента.

5.1 Л. Постановка задачи.

5.1.2. Импульсный источник света.

5.1.3. Оптический тракт и экспериментальная камера

5.1,4. Электронная часть тракта регистрации.

5.2. Свечение ЩГК, возбуждаемое имцульсами

ВУФ-радиации.

5.2.1. Спектры фотолюминесценции Ю и КБг

5.2.2. Квантовый выход широкополосной люминесценции

5.2.3. Плотность энергетического выхода широкополосной люминесценции КЗ

Глава 6. ПРИРОДА КОРОТКОВОЛНОВЫХ СВЕЧЕНИЙ, РЕГИСТРИРУЕМЫХ В ШИРОКОЩЕЛЕВЫХ ИОННЫХ КРИСТАЛЛАХ ПРИ ВОЗБУЖДЕНИИ СЭПом

6.1. Возможный вклад излучения релятивистских электронов в свечение, возбуждаемое СЭПом

6.1.1. Тормозное излучение

6.1.2. Излучение Вавилова-Черенкова и переходное излучение

6.2. Люминесценция широкощелевых ионных кристаллов при мощности возбуждения 10 вт/см

6.2.1. Анализ спектральных характеристик люминесценции, возбуждаемой СЭПом.

6.2.2. Эффективность люминесценции, возбуждаемой СЭПом

6.2.3. Коротковолновые свечения широкощелевых ионных кристаллов и внутризонная люминесценция

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Люминесценция ионных кристаллов, возбуждаемая импульсами сильноточного электронного пучка»

Актуальность. Одна из важнейших проблем современной физики твердого тела заключается в исследовании создания, релаксации и распада собственных электронных возбуждений в твердых телах разных классов и их специфических особенностей при больших мощностях возбуждения (образования, например, электронно-дырочных капель Келдыша или биэкситонов).

Эта актуальная в научном и прикладном отношениях проблема особенно детально и глубоко изучена с применением мощных лазеров в узкощелевых полупроводниках. Применительно к широкощелевым ионным кристаллам до последнего десятилетия исследование электронных возбуждений (из-за отсутствия мощных лазеров коротковолнового диапазона и других источников возбуждения большой мощности) ограничивалось в основном применением меньших мощностей возбуждения. Для широкощелевых ионных кристаллов были обнаружены явления автолокализации дырок и экситонов, свободные экситоны, эффект сосуществования свободных и автолокализованных экситонов (см. обзоры

I. 2] ).

Возможности исследования электронных возбуждений в широкощелевых ионных кристаллах значительно расширились после привлечения к твердотельной тематике сильноточных электронных пучков. Открытие перехода автоэлектронной эмиссии с металлического острия во взрывную [3, 4] в сверхсильных электрических полях привело к созданию сильноточных ускорителей электронов, на несколько порядков увеличив токи, достигаемые в импульсных пучках электронов. В 1970 г. Месяц с сотрудниками создали первые отечественные наносекундные сильноточные ускорители электронов [б]. В настоящее время в исследованиях по физике твердого тела широко используется ускоритель ГИН-600 конструкции Ковальчука, по своим параметрам близкий американскому ускорителю "Фебетрон

9 8

-706", обеспечивая мощности возбуждения 10-10 Вт.

Начиная с первых работ американских и японских физиков [б, 7] сильноточный электронный цучок (СЭП) широко используется многими исследователями для изучения структуры экситонов, процессов образования и преобразования радиационных дефектов. СЭП, создающий за наносекундные времена большие концентрации элементарных возбуждений в кристаллах, позволяет изучать их с наносе-кундным временным разрешением прямыми абсорбционными методами. СЭП, а также импульс тормозного излучения, полученный трансформацией СЭПа, стал вследствии использоватся и в люминесцентных исследованиях в качестве наносекундного источника возбуждения.

Практически одновременно с американскими и японскими физиками оптические, электрические и механические свойства твердых тел при возбуждении СЭПом начали изучать в Томском Политехническом институте Вайсбурд с сотрудниками. Выл обнаружен ряд новых явлений: хрупкое разрушение кристаллических диэлектриков [8] , мощная эмиссия электронов с поверхности диэлектрика [9], высокоэнергетическая проводимость ионных кристаллов [Ю] и новый вид слабого сплошного свечения ионных кристаллов (названный плазменной люминесценцией) [il] , так или иначе связанных с использованием СЭПа.

Плазменная люминесценция характеризовалась рядом необычных для известной к тому времени люминесценции свойств: большая протяженность спектра и высокая температурная стабильность. Это свечение было обнаружено в щелочно-галоидных кристаллах. Высокая плотность возбуждения, создаваемая СЭПом в кристалле, позволила первоначально высказать гипотезу о принадлежности свечения плотной электронно-дырочной плазме (аналог электронно-дырочных капель Келдыша в полупроводниках) [il] .К настоящему времени в результате более подробного изучения свойств этого свечения оно приписывается электронно-дырочной плазме [l2, а также обзор 13] , с необходимостью присутствующей в кристалле при облучении частицами высоких энергий. Свечение это, согласно модели [12, 13] , является линейным откликом твердого тела на высокоэнергетическое возбуждение.

С другой стороны фото-, рентгено- и катодолюминесценция ще-лочно-галоидных кристаллов (ЩГК) при существенно меньших мощностях возбуждения изучалась в работах Лущика, Лийдья, Куусманна, Либлика, Н.Лущик, Плеханова и др. [i, 14-22] . В частности, в работе [15] была впервые зарегистрирована люминесценция свободных экситонов (СЭ) в широкощелевых ионных кристаллах. В ряде ЩГК была также обнаружена примыкающая к краю собственного поглощения слабая широкополосная люминесценция [16, I] . Эта люминесценция рассматривалась в рамках релаксации электронных возбуждений в запрещенной зоне кристалла. Для No3 это свечение было приписано горячей люминесценции (ГЛ) в ходе релаксации электронного возбуждения в термализованное состояние автолокализованного эк-ситона (АЛЭ) [i] . Некоторые особенности широкополосного свечения в KCt , KBr и l\j связывались со свечением метаста-бильных одногалоидных АЛЭ [i] . Люминесценция с очень малым квантовым выходом возбуждалась в большом классе ионных кристаллов [16, 21, 22] .

Изучение свечения ЩГК с малой спектральной плотностью было продолжено в экспериментах по фотовозбуждению [17, 18] . Для

Nci3 было показано, что, в отличие от краевой люминесценции, широкополосное свечение возбуждается фотонами не только в экси-тонной полосе поглощения, но и на краю межзонного поглощения. В дальнейшем в работах Хижнякова, Плеханова, Завта и др. [19, 20] было показано, что структурные особенности широкополосной люминесценции NqD и Ю хорошо описываются в рамках теории ГЛ АЛЭ в приближении промежуточной скорости релаксации. Отметим, что в этом цикле работ по собственной фото-, рентгено- и катодолюми-несценции преимущественно использовалась стационарная и реже микросекундная техника возбуждения.

Хотя интегральный выход вцутризонной плазменной люминесценции (которую мы в дальнейшем будем называть вцутризонной люq минесценцией - ВЛ) предполагался высоким (^ 10 эВ/эВ, согласно [13] ) , из-за большой спектральной ширины спектральная плотность излучения (как ВЛ, так и широкополосной катодолюми-несценции) оказывалась крайне низкой. Это, повидимому, а также относительно слабая изученность других (исключая ЩГК) широкощелевых систем, привело к тому, что к моменту начала нашей работы в 1976 году сведения об импульсной катодолюминесценции с малой спектральной плотностью излучения (в том числе и возбуждаемой СЭПом) ограничивались ЩГК. В стационарной же катодолюминесценции широкощелевых систем изучение с малой спектральной плотностью наблюдалось в [1б] .

Целью настоящей работы было применение СЭПа наносекундной длительности для исследования люминесценции и специфических особенностей короткоживущих электронных возбуждений в широкощелевых ионных кристаллах различных классов ( , Х>0з » А^Оз »

КС? , КЬг , Ю , Mr , LiH и др.), изученных ранее (в том числе и в ИФ АН ЭССР) с применением других методов возбуждения (см. обзоры [i, 2, 23-25J ).

Первоначально предполагалось сконцентрировать внимание на наименее изученных для широкощелевых ионных кристаллах эффектах, связанных с большой мощностью СЭПа - эффектах парного или более сложного коллективного взаимодействия электронных возбуждений. Предварительные эксперименты показали, однако, что переход к прямое изучению таких эффектов трудно осуществить, мицуя стадию изучения специфических особенностей не взаимодействующих (или слабо взаимодействующих) электронных возбуждений, создаваемых в кристалле СЭПом при мощности возбуждения порядка 10^ о

Вт/см , когда еще не теряется индивидуальность короткоживущих электронных возбуждений и не происходит значительной порчи ра-диационностойких кристаллов ( MgO , У203 , flf203 >.

Поэтов в рамках этой диссертации мы разработали методику исследования люминесценции, возбуждаемой наносекундными импульсами СЭПа, охватив при этом совершенно неизученную ранее с применением этих цучков ВУФ-область спектра (6-10 эВ) и осуществили исследование коротковолновой люминесценции в ряде широкощелевых ионных кристаллов.

Объектами исследования были выбраны широкощелевые ионные кристаллы М^О и LlH с четко выраженным свечением СЭ, ЩГК с характерной для них двухгалоидной автолокализацией экситонов и соответствующей люминесценцией АЛЭ, в том числе и кристаллы, в которых наблюдается сосуществование СЭ и АЛЭ, а также кристаллы уд B ад , обладающие значительно более сложной кристаллической решеткой, в которых имеет место безбарьерная автолокализация экситонов ( Y2O3 )•

Научная новизна результатов работы состоит в том, что с на-носе^ундным временным разрешением в коротковолновой (в том числе впервые в вакуумной ультрафиолетовой) области спектра изучена катодолюминесценция большого числа широкощелевых ионных кристаллоВ < /КД , УД , MgO , LlH , КЗ , КВг , КС? ,

NaBr , NaCf ), различающихся механизмом релаксации электронных возбуждений, а также оценена эффективность катодолюминес-ценции изученных соединений в коротковолновой области спектра (исключая LiW ).

Наиболее важные результаты и выводы диссертации заключаются в следующем:

1. С применением ускорителя электронов ГИН-600 конструкции Месяца и Ковальчука разработана методика исследования с наносе-цундным (4 не) временным разрешением импульсной люминесценции широкощелевых ионных кристаллов в коротковолновой области спектра от 4 эВ до 10 эВ (вплоть до краев собственного поглощения исследованных кристаллов),

2. В спектрах впервые исследованной в ВУФ-области малоинерционной люминесценции широкощелевых ионных кристаллов зарегистрированы L0-повторения свечения свободных экситонов (McjO ,

LlM ), широкополосная горячая люминесценция автолокализу-ющихся экситонов ( КЗ , КВг , КС! ), краевое свечение Ц(Д экспоненциально спадающее с уменьшением частоты, и бимолекулярное рекомбинационное свечение

3. В исследованных широкощелевых ионных кристаллах в наносекунд

9 / 2 ном диапазоне времен при мощностях возбуждения 10 вт/см основные проявления коротковолновой люминесценции собственных электронных возбуждений соответствуют линейно^ отклику твер-\ дого тела на возбуждение,

4. Широкополосная малоинерционная коротковолновая люминесценция с малой спектральной плотностью энергетического выхода

-10 фотонов в интервале энергий I эВ на I эВ поглощенной энергии) не является универсальной, а отражает специфические для кристаллов различных классов (ЩГК, оксиды металлов) особенности релаксации электронных возбуждений в запрещенной зоне кристалла.

Вклад автора. Основные результаты диссертационной работы изложены в 8 цубликациях, список которых приведен в Заключении. В коллективных публикациях автору принадлежат результаты, приведенные в выводах.

Апробация работы. Основные результаты работы были доложены на 27 совещании по люминесценции (Эзерниеки, 1980), на Всесоюзном совещании по люминесценции, посвященном 90-летию со дня рождения академика С.И.Вавилова (Ленинград, 1981), на Международной конференции "Дефекты в диэлектрических кристаллах" (Рига, 1981) и на Прибалтийских семинарах по физике ионных кристаллов (Вильянди, 1979, Лиелупе, 1983, 1984, Лохусалу, 1980, 1981, 1982).

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из 6 глав, введения, заключения и списка литературы.

Первая глава посвящена обзору литературы по взаимодействию электронов с ТТ, по структуре собственных электронных возбуждений в широкощелевых системах и их релаксации.

Во второй главе описана методика исследования катодолюми-несценции при возбуждении импульсами СЭПа и дана характеристика объектов исследования,

В третьей главе описаны результаты исследования импульсной катодолюминесценции оксслов металлов второй и третьей групп ( МдО, /И203 , Y203 ), а также LW .

Четвертая глава посвящена исследованию ЩГК при возбуждении импульсами СЭПа ( ГС, KBr , KCt , NaBr ,NaCe ).

В пятой главе описаны методика и результаты эксперимента по исследованию коротковолновой люминесценции КЗ и КВг , возбуждаемой в области межзонных переходов имцульсами ВУФ-излуче-ния.

В заключительной, шестой главе обсуждается с привлечением результатов глав 3-5 природа коротковолновых свечений, возбуждаемых СЭПом в исследованных кристаллах.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Мюрк, Владимир Вальтерович

Основные выводы и результаты

1. С применением ускорителя электронов ГИН-600 конструкции Ме-сяца-Ковальчука разработана методика исследования в коротковолновой области спектра (4-10 эВ) с наносецундным временным разрешением (4 не) имцульсной люминесценции, возбуждаемой сильноточными электронными пучками.

2, Разработана методика исследования имцульсной фотолюминесценции с малой спектральной плотностью квантового выхода с / т эВ~ ) при возбуждении в ВУФ-области спектра (69 эВ) с временным разрешением 70 не (совместно с Б.Р.Намозо-вым),

3. В спектрах впервые исследованной в ВУФ-области спектра с временным разрешением 4 не люминесценции широкощелевых ионных кристаллов зарегистрированы L0 -повторения свечения свободных экситонов в кристаллах М^О и широкополосная люминесценция щелочногалоидных кристаллов (

KCf , КВг ,

NaCf ), наблюдавшиеся ранее с худшим временным разрешением,

4, Для кристаллов М^О высокой чистоты показано, что при 77 К спектр люминесценции длительностью меньше 4 не в области 7,45-6,25 эВ экспоненциально спадает с уменьшением энергии фотонов, что может быть интерпретировано, как излучение из состояний, формирующих длинноволновой край собственного поглощения ("урбаховский хвост"), такое поведение краевого свечения М^О отличает эту систему от щелочногалоидных кристаллов , для которых характерно S ^ В , и от полупроводников, где 5 < В , Оудя по ряду особенностей люминесценции, в М§0 5 и D близки по величине»

5. На примере примесной люминесценции 6,7 эВ в кристалле МдО-Са при 77 К обнаружено рекомбинационное свечение, которое при больших мощностях возбуждения может быть описано в рамках простой бимолекулярной кинетики с квадратичным гиперболическим законом затухания,

6. Для щелочногалоидных кристаллов высокой чистоты ( КСС. ,

КВг , КЗ , а также NaCl ) между краем собственного поглощения и термализованным свечением автолокализованного экситона наблюдалось слабое структурированное широкополосное свечение, длительностью меньше аппаратурной (4 не), характеристики которого хорошо согласуются с предложенной ранее интерпретацией этого свечения как горячей люминесценции автоло-кализующихся экситонов.

7. Особенности слабой малоинерционной люминесценции кристаллов

Пф , А?г03 , KCt , КВг , КЗ и NaCe в области от края собственного поглощения до 4 эВ сопоставлены с двумя существующими в настоящее время точками зрения, трактующими слабое широкополосное свечение, как свечение, возникающее при переходах вцутри зоны проводимости ("вцутризонная люминесценция ЩГК" [13] ), либо как свечение релаксирующих электронных возбуждений в запрещенной зоне кристалла (горячая люминесценция [i, 19] ). Показано, что в коротковолновой области спектра ( Е > 4 эВ) свечение в значительной части соответствует второй гипотезе» В ЩГК ( КЗ , КВг ) оно наблюдается при возбуждении tl(x) ~ Eg , т.е. в условиях, когда коротковолновая вцутризонная люминесценция невозможна.

8. Сравнением спектров люминесценции МдО , ДеД и щелоч-ногалоидных кристаллов, полученных при резко различных способах и мощностях возбуждения, а также сравнением эффективности люминесценции, возбуждаемой СЭПом, рентгеновским излучением и фотонами в области начала фундаментального поглощения КЗ , КВг , NaCf , KCt , /Й203 ) показано, что основные проявления коротковолновой люминесценции собственных

9 /3 электронных возбуждений при мощности возбуждения 10 вт/см соответствуют линейноьу отклику твердого тела на возбуждение*

9. Для кристаллов MgO , ftlA , КЗ , КВг , ка , ЫаСг показано, что малоинерционная коротковолновая люминесценция с малой спектральной плотностью энергетического выхода -5 —7

10 -10 фотонов в интервале энергий I эВ на I эВ поглощенной энергии ионизирующего излучения) не является универсальной, а в каждом конкретном случае отражает специфические для кристалла данного вида особенности люминесцентных проявлений релаксации электронных возбуждений в запрещенной зоне кристалла.

Практическая ценность результатов работы заключается в том, что q о при умеренных мощностях возбуждения СЭПом ( 10 вт/см ) изучена коротковолновая люминесценция широкощелевых диэлектриков и показано, что физика короткоживутцих собственных электронных возбуждений в исследованных кристаллах при таких мощностях возбуждения определяется в основном линейным откликом ТТ, Результаты исследования могут служить базой для поиска, исследования и понимания нелинейных процессов при больших мощностях возбуждения, изучение которых в широкощелевых ионных кристаллах только, по существу, начинается и дало, возможно, ряд интересных эффектов [191, 192, 194] ,

Исследованию слабых свечений, связанных с релаксацией электронных возбуждений, также посвящено лишь небольшое число работ (см., например, [11-20] ). Данные, полученные с использованием СЭПа в основном дополняют и развивают их. Преимущество СЭПа наносекундного диапазона может проявиться при регистрации ГЛ возбуждений с большим радиационным временем жизни. Дальнейший прогресс связан с использованием СЭПа субнаносекундного диапазона [142] ,

Работы, оцубликованные по теме диссертации входят в список литературы под номерами [79, 80, 154, 155, 158, 163, 173, 156] .

В заключение принощу благодарность научному руководителю Ч.Б.Лущику за предложение темы, поддержку и постоянное внимание к работе.

Описываемая методика сильноточного возбуждения обязана своим происхождением разработанного и изготовленному в ИСЭ СО АН СССР Г.А.Месяцем и Б.М.Ковальчуком ускорителю ГИН-600, а также Д.И.Вайсбурду с сотрудниками, оказавшими помощь на стадии разработки методики.

Я признателен А.И.Кузнецову и Б.Р.Намозову за активное сотрудничество, помощь и интерес к настоящей работе, а также В.Г.Плеханову, И.Л.Куусманну, Э.Х.Фельдбаху и В.Н.Абрамову за полезные обсуждения.

Работа была бы невозможна без кристаллов высокой чистоты, выращенных Р.И.Гиндиной, А.А.Маароосом, Р.В.Милениной, Л.А.Пло-омом, О.А.Фёдоровой и Н.А.Яансон.

Значительное расширение спектрального диапазона при сохранении временного разрешения было бы невозможно без ТФБ, синтезированного Н.В.Пальм в лаборатории химической кинетики и катализа ТГУ.

Автор благодарен Н.В.Пальм и Л.А.Немцевой за помощь в оформлении диссертации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Мюрк, Владимир Вальтерович, 1984 год

1. Куусманн И,Л,,Лийдья Г.Г. ,Лущик Ч.Б,Люминесценция свободных и автолокализованных экситонов в ионных кристаллах,- Труды ИФ АН ЭССР,1976,т,46,с,5-80.

2. Lushchik Ch.B.Free and self-trapped excitons in alkali halides: Spectra and Dynamics,-In:Excitons,ed, by Rashba E.I. and Sturge M.D.,N.H,Publ,Сотр.,1982,p,507-541♦

3. Е^гаев С.П»,Искольский A.M.,Месяц Г.А.,Проскуровский Д.И. Электронно-оптическое наблюдение инициирования и развития импульсного пробоя короткого вакуумного промежутка,- ЖТФ,1967,т,37,№ 12,с.2206-2208.

4. Фурсей Г.Н.,Воронцов-Вельяминов П.Н.качественная модель инициирования вакуумной дуги,- ЖТФ,1967,т,37,$ 10,с.1870-1888.

5. Ь&ггаев С.П.,Литвинов Е.А.,Месяц Г.А, ,Проскуровский Д.И, Взрывная эмиссия электронов,- УФН,1975,т,115,вып,1, с.101-121.

6. Kondo Y.,Hirai М.,Ueta М.Transient formation of color centers in KBr crystals under the pulsed elektron beam.- J.Phys.Soc,Japan,I972,v,33»n.1,p.151-157.

7. Балычев И.Н.,Вайсбурд Д.И.,Геринг Г.И.Мощная пороговая эмиссия диэлектриков при облучении наносекундными электронными пучками большой плотности.- Письма в ЖТФ,1976,т.2,№ 7,с.327-330.

8. Вайсбурд Д.И.,Таванов Э.Г.,Пикосекундный компонент проводимости ионных кристаллов при облучении электронными цучками большой плотности.- Письма в ЖТФ,1975,т.1,№ II,с.531-534.

9. Шкатов В.Т.,Вайсбурд Д.И. ,Плоом Л.А.фундаментальная люминесценция щелочно-галоидных кристаллов при наносекундном импульсном облучении электронными цучками большой плотности.- ФТТ,1974,т.16,№ 12,с.3722-3724.

10. Вайсбурд Д.И.,Сёмин Б.Н.фундаментальная люминесценция ионных кристаллов при высоких уровнях ионизации.- Письма в ЖЭТФ,1980,т.32,вып.3,с.197-200.

11. Вайсбурд Д.И.,Сёмин Б.Н. ,Таванов Э.Г. ,Матлис С,Б, ,Балычев И.Н.,Геринг Г.И,Высокоэнергетическая электроника твёрдого тела,- Новосибирск;Наука,Сибирск. отд-ние,1981,- 234с.

12. Лушик Ч,Б, Электронные возбуждения и электронные процессы в люминесцирующих ионных кристаллах.- Труды ИФА АН ЭССР,т.31,с.19-83.

13. Куусманн И.Л. ,Либлик П.Х. ,Лийдья Г.Г, ,Лущик Ч,Б, ,Дущик Н.Е,, Соовик Т.А.Краевая люминесценция экситонов щелочных йодидов. ФТТ,1975,т.17,ДО 12,с.3546-3550,

14. Лущик Н.Е.,Соовик Х.А.О поляризации люминесценции свободных и локализованных экситонов в ы, ю и CsBr Изв.АН СССР,сер.физ,,1976,т.40,№ 9,с.1922-1925.

15. Абрамов В.Н.,Карин М.Г, ,Нузнецов А.И.,Сидорин К.К.Элект-ронная энергетическая структура и оптические свойства- ФТТ,1979,т.21,вып.1,с.80-86.

16. Москвин А.В.Катодолюминесценция,т.1.- М#-Л.:ГИТТЛ,1948.- 348с.

17. Москвин А.В.Катодолюминесценция,т.П.-М.-Л.:ГИТТЛ,1949,- 699с.

18. Blair I.M.,Pooley D.J Smith D.The lifetimes of fast recom-"bination luminescence transition in alkali halidos.-J.Phys.C: Solid State Phys.,1972,v. 5,No 12,p.1537-1552.

19. Williams R.T.,Bradford; J.N. jFaust W.L.Short-pulse optical studies of exciton relaxation and F-center formation in NaCl,KCl and NaBr.- Phys.Rev.B. ,1978,v.18,No 12,p.7038-7057»

20. Wakita S.,Suzuki Y.,0htani H.,Tagawa S.,Hirai M.Tempera-ture dependence of the lifetimes of the state of STE in KJ,NaCl,KBr and ИЪВг crystals.- J.Phys.Soc. Japan, 1981,v.50,No 1О,p.3378-3383•

21. Ландау Л,Д,,Лифшиц Е.М,Квантовая механика,- М,:Наука, 1974. 750с.

22. Ландау Л,Д.,Лифшиц Е.М,Электродинамика сплошных сред,-М.:Наука,1982.- 620с.

23. Хенли Э.Джонсон Э.Радиационная химия,- М.:Атомиздат., 1974,- 414с.

24. Ферми Э.Ядерная физика,- М.:ИЛ,1951.- 339с.

25. Хирш П,,Хови А,,Николсон Р,,Пэшли Д.,Уэлан М.Электронная микроскопия тонких кристаллов,- М.:Мир,1968,- 574с,

26. Ансельм А.И.Введение в теорию полупроводников,- М.-Л,: ГИФМЛ,1962,- 418с.

27. Пайнс Д,Коллективные потери в твердых телах,- УФН,1957, т.62,№ 4,с.399-425.

28. Creuzburg M.Energieverlustspectren der Alkalihalogenide und der Metalle Cu,Ag und Au und Vergleich mit optischen Messungen,- Z.Physik,1966,B .196,H.5,S.4-33-463.

29. Алукер Э.Д.Исследование процессов тушения радиолюминесценции щелочногалоидных кристаллов.- В кн.:Радиационная физика , вып. 5 , Рига,"Зинатне",1967,с.7-77.

30. Эланго М.А,Рентгеновские возбуждения ионных кристаллов и их роль в создании радиационных дефектов.- Труды ИФА АН ЭССР,1970,т.38,с.28-49.

31. Макаров 0.А,,Неизвестный И.Г.,Синюков М.П.Плазменное отражение валентных электронов в германии и кремнии.-Письма в ЖЭТФ,1983,т.37,вып.10,с,476-479.

32. Куусманн И.Л.,Трофимова (Эксина) Т.И.Быстрые и длительные процессы в катодолюминесценции ионных кристаллов Труды ИФА АН ЭССР,1966,т.34,с.130-144.

33. Kuusmann I.,BOhmer W.,Zimmerer G.Optical properties of crystalline MgO in the far ultraviolet.— in: Int.conf. "Defects in Insulating Crystals",abstracts of cont.papers, Riga,mai 18-23,1981,p.427-428.

34. Plekhanov V.G.Resonant secondary emission spectra and some pecularities of relaxation prosses in crystals with self-trapped excitons.- iniProceedings of the intern, conf. on Lasers*80,STS Press,USA,1981,p.94-99.

35. Plekhanov V.G.,Shepelev Y.V.,Grinfelds A.U.Spectroscopik manifestation of self-trapped excitons in ionic insulators.- Phys. St at us Solidi (b),1983,v.119,No 1,p.495-502.

36. Plekhanov Y.G. jEmel'yar161^0 A.V.,Grinfelds A.U.Excitonic structure of NaJ and LiH crystals cleaved in liguid helium.- Phys.Lett.,1934,V.101A,No 5,6,p.291-295.

37. Pooley D. ,Runsiman W.A.Recombination luminescence in alkali halides.- J.Phys.Cs Solid State Phys.,1970,v.1. No 8,p.1815-1824.

38. Ikezawa M. ,Kooima T.Luminescence of alkali halide crystals indused Ъу Uv-light at low temperature.- J.Phys. Soc.Japan,1969,v.27,No 6fp.1551-1563.

39. Rachko Z.A.,Yalbis J.A.Luminescence of free and relaxed excitons in MgO.- Phys.Status Solidi (b),1979,v.93,No 1, p.161-166.

40. Jansons J.L.,Rachko Z.A.,Valbis J.A.Fine structure of exciton luminescence in MgO single crystals.-Phys«Status Solidi (b),1979»v.96,Noo 1,p.K29-31.

41. Куусманн И.Л.,Фельдбах Э.Х.Краевая катодолюминесценция кристаллов МдО в ВУФ области спектра,- ФТТ,1981,т,23, № 2,с.461-466.

42. Кузнецов А.И.,Абрамов В.Н.,Роозе Н.С,,Савихина Т,И. Автолокализованные экситоны в Т^О^ ,- Письма в ЖЭТФ, 1978,т,28,вып.10,с.625-655»

43. Kuznetsov A.I.,Abramov V.N.,Murk V.V.,Namozov B.R., Uibo T.Y.Spectroscopic and luminescent investigationof third group metal oxides.- in: Proceedings of the intern.conf. on Lasers*81,USA,New Orlean,1981,p.793 -796.

44. Мюрк В.В.ВУФ-люминесценция I I(JU ,возбуждаемая импульсами электронов высокой плотности,- В кн.:Тезисы докл,Всесоюзного совещания по люминесценции,посвященного 90-летию со дня рождения академика С.И,Вавилова,Ленинград,21-24 апр. 1981 г.,Л.:1981,с.133.

45. Давыдов А.С.Теория твердого тела»-М,:Наука,1976.- 639с.

46. Лоляроны: Сб.под ред.Ю.А.Фирсова,-М.:Наука,1975,- 423.

47. Рейфман С.П.Свободные и автолокализованные квазичастицы в кристаллах.- Труды ИФ АН ЭССР,т.46,с.143-169.

48. Toyosawa Y.,Shinozuka Y.Stability of an electron in de~ formable lattice- Force range,dimensionality and potential barrier.- J.Phys.Soc.Japan,1980,v.48,No 2,p.472-478.

49. Sumi A.,Toyosawa Y.Discontinuity in the polaron ground state.- J.Phys.Soc.Japan,1973»v.35,No 1,p.137-145.

50. Рашба Э,И,Теория взаимодействия электронных возбуждений с колебаниями решетки.I,- Опт.и спектроскопия,1957,т,2,№ I, с.75-87.

51. Нокс.Р.Теория экситонов.- М,:Мир,1966,- 219с,

52. Sumi A,Phase diagram of an exciton in the phonon field, J.Phys.Soc«Japan,1978iv,43»No 4,p,1286-1294.

53. Иоселевич А.С,Правило Урбахв и экситонные эффекты,-ЖЭТФ,1982,т,82,вып.2,с,601-612,90, Рашба Э.И,Люминесценция автолокализованных экситонов,-Изв.АН СССР,сер.физ.,1982,т.46,№ 2,с.338-342,

54. Sumi H.Exciton polarons in molecular crystal model,1.-Dynamical CPA.- J.Phys.Soc.Japan, 1974,v.36,No 3,P.770-779.

55. Miya zaki H,Hanamura E.Optical response of exciton-pho-non system.I,-Absorption spectrum and Urbach-Martiensen rule.- J.Phys.Soc.Japan, 1981,v.50,No 4-,p.1310-1320.

56. Cho K.,Toyosawa Y.Exciton-phonon interaction and optical spectra- self-trapping,zero-phonon line and phonon sidebands.- J.Phys.Soc.Japan, 1971 ,v.30,No 6,p. 1555-1574-.101

57. Рашба Э.И.Теория взаимодействия электронных возбуждений с колебаниями решетки.II.- Опт,и спектроскопия,1957, т,2Д° I,с.88-98.

58. Permogorov S,#ot excitons in semiconductors.- Phys.Status Solidi (b),1975,v.68,No 1,p.9-42.

59. Hizhnyakov V.V.Effect of hot transfer on vibrational relaxation of electronic excitation,- Phys.Status Solidi (b),1978,v.76,No 1,p.K69-72.

60. Hiizhnyakov V.V.Vibrational relaxation in the excited electronic state.- Phys.Status Solidi (b),1982,v.114,No 2, p.721-730.105* Schultz Т.Д.Slow electrons in polar crystals: self-energy, mass,and mobility.- Phys.Rev.,1959»v.116,No 3,p.526-543.

61. Osten W.von der.Excitons in silver halides.- ins Defects in insulating crystals,ed. by Tuchkevich V.M. and Shwarts K.E.,Riga,MZinatne",1981,p.284-300.

62. Miyazaki H .,Hanamura E.Optical response of exciton-phonon system.II.-Formation of emission spectrum.

63. J.Phys.Soc.Japan,1982,v.51,No 3,p.818-827.

64. Miyazaki H., Hanamura E.Optical response of exciton-phonon system.III.-Resonant Raman scattering and luminescence.- J.Phys.Soc.Japan,1982,v.513,p.828-838.

65. Хижняков B.B.,Шерман А.В.Горячая люминесценция автолока-лизующихся экситонов»— ФТТ,1980,т.22,№ II,с.3254-3262.

66. НО. Дущик Ч.Б. ,Васильченко Е.А. ,Либлик П.Х. ,Лущик А.Ч. ,Лущик Н.Е.,Соовик Х.А.,Тайиров М.М.Динамика автолокализации и распада экситонов в CsBr при 4,2 К.- Труды ИФ АН ЭССР, 1981,т.52,с.7-52.

67. ИЗ, Завт Г,С,,Плеханов В,Г.,Хижняков В.В.,Шепелев В,В,Сверхбыстрая колебательная релаксация и горячая люминесценция Tl -центров в КЗ,- Письма в ЖЭТФ,1982,т.36,вып.7, с.235-238,

68. Хижняков В.В.,Ребане И.К.Теория переходных спектров резонансного вторичного свечения примесных центров кристаллов.- Изв.АН ЭССР,сер,физ,мат,,1977,т.26,№ 3,с.260-280.

69. Хижняков В.В.,Ребане И.К.Зависящие от времени спектры резонансного вторичного свечения,- ШЭТФ,1978,т»74,вып„3,с.885-896.

70. Пб. Филипс Дж.Оптические спектры твердых тел.- М.:Мир,1968, 176с.

71. Излучательная рекомбинация в полупроводниках/Сб.под ред, Я.Е.Покровского.- М.:Наука,1972.- 304с.118» Sumi H .On the exciton luminescence at low temperature: importance of the polariton viewpoint,- J.Phys.Soc.Japan, v. 41 ,No 2,1976,p.526-535.

72. Мясников Э.Н,Люминесценция сильных экситонных переходов,-Изв.АН СССР,сер.физ.,1983,т.47,№ 7,с.1286-1289.

73. Schreiber M, ,Q}oyosawa Y.Numerical experiments on theabsorption lineshape of the exciton under lattice vibra-tion.III.The Urbach rule.- J.Phys.Soc,Japan,1982,v,51, No 5,p,1544—1550.

74. Schreiber M.,Toyosawa Y.Numerical experiments on the absorption lineshape of the exciton under lattice vibration. II.The average oscillator strength per state.- J.Phys.Soc. Japan,1982,v.51,No 5,P.1537-1543.

75. Иоселевич А.С.^вост оптического поглощения в полярных кристаллах и правило Урбаха,- ЖЭТФ,1981,т.81,вып.4(Ю), с,1508-1527.

76. Иоселевич А.С.Многофононные процессы при поглощении света в гомеополярных кристаллах.Автолокализация и классические решения.- ЖЭТФ,1982,т.83,вып.2(8),с,743-755,

77. Sumi H.Exciton polarons of molecular crystal model,II, Optical spectra.- J.Phys.Soc.Japan, 1975,v.38,No 3,p,825 -835.

78. Ковальчук Б.М.,Месяц Г.А.,Шпак В.Г.Получение мощных суб-наносекундных пучков в диоде со взрывной эмиссией,- В кн.:Разработка и применение источников интенсивных электронных пучков,под ред.Г.А,Месяца.- Новосибирск,Наука, 1976.- 191с.

79. Козлова 0.Г.Рост и морфология кристаллов,3 изд.- М»: Изд-во МГУ,1980.- 368с,

80. Рост кристаллов: Сб.научных трудов/Институт кристаллографии АНСССР. М.:Наука,1967,т.7.- 359с.

81. Маароос А.А.Монокристаллы М^О и Hfl-Al повышенной чистоты.- Труды ИФ АН ЭССР,1982,т.53,с.49-56.

82. Гиндина Р.И.,Маароос А.А,,Плоом Л.А.,Янсон Н.А.Разработка методики получения кристаллов ксе и КВг с содержанием примесей Ю~б- Ю"8.- Труды ИФ АН ЭССР,1979,т.49,с,45 -89.

83. Лущик Ч.Б.,Гиндина Р.И.,Лущик Н.Е,,Плоом Л.А.,Цунг Л.А., Соовик Х.А.,Эланго А.А.Зйектронные возбуждения и радиационные дефекты в кристаллах |\1оВг .- Труды ИФ АН ЭССР,1975, т.44,с.3-43.

84. Тайиров М.М.,Акилбеков А.Т.,Федорова О.А.Влияние ионов хлора на люминесценцию и радиационные дефекты в КВг . Труды ИФ АН ЭССР,1983,т,54,с.102-121.

85. Tanimura К.,Murakami T.,Itoh N.Restoration of fluorescence from lowest singlet state in the self-trapped exciton by perturbation with monovalent cation impurities in alkali halides.- J.Phys.Soc.Japan,1982,v.51, No 3,p.888-897.

86. J50. Kan'no K.,Itoh N.,Naakai Y.Luminescence from KC1 : J at low temperature.-J.Phys.Soc.Japan,1979,v.47,No 3,P.915 -921.

87. Абрамов В*Н.Спектры оптических постоянных и люминесценция локализованных электронных возбуждений /К^Оз »5сД и У203 ,- Дис. . канд. физ.-мат.наук,- Тарту, 1983,- 235с.

88. Kingsley J.D.,Ludwig G.W.The efficiency of cathode-ray phosphors.II.Correlation with other properties.-J.Electrochem.Soc.,1970,v.117,Noo 3»p«553-559«

89. Ropp R.Spectral properties of rare earth oxide phosphors.- J.Electrochem.Soc.,1964,v.111,No 3»p«511-316.

90. Evans B.D.,Stapelbrock M.Optical properties of the F center in crystalline A120^ .-Phys.Rev.В.,197S,v.18, No 12,p.7089-7098.

91. Feldbach E.,Kuusmann I.,Maaroos A.,Murk V.VUV luminescence of excitons in MgO.- in: Int.сonf ."Defects in insulating crystals",abstracts of cont.papers,Riga,mai 18-25»1981,p.429-450.

92. Фельдбах Э.Х.ВУФ-люминесценция свободных и связанныхэкситонов в окиси магния.- Дис. . канд.физ.-мат.наук. Тарту,1983.- 216с.

93. Cox R.T.Hole trapping energies as evidence for the existence of free small polarons in oxide crystals.-Recent Dev.Condens.Matter Phys.l Gen.Conf.Сondens.Matter Div. Eur.Phys.Soc.,Antverp., 9-11 Apr.,1980,v.3,New York, London, 1981,p.355-364.

94. Кузнецов А.И.,Абрамов В.Н.,Намозов Б.Р.,Уйбо Т.В.Вакуум-ная ультрафиолетовая люминесценция Y/Шз .- Труды ИФ АН ЭССР,1982,т.53,с,83-95.

95. Леванюк А.Ц.,Осипов В.В.Краевая люминесценция прямозонных полупроводников,- УФН,1981,т.133,№ 3,с.427-477.

96. Антонов-Романовский В.В.Кинетика фотолюминесценции кристаллофосфоров,- М,:Наука,1966,- 323с.

97. Фок М,В.Введение в кинетику люминесценции кристаллофос-форов.- М,:Наука,1964,- 283с.

98. Кярнер Т.Н.,Малышева А.Ф.,Тажигулов Б.Т.Поиск автолокализации электронов и дырок в кристаллах MqO , MqO-Ca Труды ИФ АН ЭССР,1984,т.55,о.217-231.

99. Алукер Н.JI,,Гаврилов В.В.,Дейч Д.Г.,Чернов С,А,,Эцин С.С. Некоторые особенности сцинтилляционного процесса в CsD-Na. Изв.АН ЛССР,сер.физ.техн.наук,1982,№ 4,с.57-64.

100. Кярнер Т.Н.,Малышева А.Ф.,Маароос А,А.,Мюрк В.В.Термости-цулированная люминесценция монокристаллов МфО в области температур 4,2-600 К,- ФТТ,1980,т.22Д° 4,c.II78-II83.

101. Лущик Ч.Б,,Витол И.К.,Зланго М.А.Распад электронных возбуждений на радиационные дефекты в ионных кристаллах.-УФН,1977,т.122,№ 2,с.223-251.

102. Лущик Ч.Б.,Васильченко Е.А.,Лущик А.Ч.,Лущик Н.Е,,Соовик Х.А.Дайиров М.М.Распад экситонов на дефекты и поляризованная люминесценция при рекомбинации дефектов в CsBf . Письма в ЖЭТФ,1980,т.32,вып.9,с.568-671.

103. Aqullo-Lopez F. F-H Recombination and intrinsic light emission in alkali halides.- J.Lum.,1981,v.23,p.433-436.

104. Harker A.H.,Lyon S.В.Electronic structure of the self-trapped exciton in potassium halides.- Solid State Commun. 1977,v.21,No 11,p .1053-1055.

105. Fontana M.P.,Blume H.,Van Sciver W.J.Properties of exciton states in NaJ (1).- PHys.Status Solidi,1968, v.29,No 1,p.159-166.

106. Romberger A.B.,Van Sciver W.J.Origin of the 3,.0-eV emission band in KJ.-Phys.Rev.B.,1981,v.24,No 7,p.3743--3748.

107. Портер Дж.,Вест M.А.Импульсный фотолиз.-В кн.:Методы исследования быстрых реакций,под ред,Г.Хэммис,М.,1977,с.403-516.

108. Зайдель А.Н.,трейдер Е.Я.Спектроскопия вакуумного ультрафиолета.- М.:Наука,1967,- 471с.186» Мюрк В.В.,Намозов Б,Р.Возбуждение свечения щелочногало-идных кристаллов импульсами ВУФ-радиации и электронного пучка.- Труды ИФ АН ЭССР,1984,т.55,с.180-197.

109. Kabler M.N.Low temperature recombination luminescence in alkali halide crystals.- Phys.Rev.A.,1964,v.136, No 5fpИ 296-1302.

110. Wood R.P.Luminescence from exciton and Vk-plus-electron states in alkali halide crystals.- Phys.Rev.,1966, v.151,No 2,p.629-641.

111. Лущик Ч.Б.,Гиндина Р.И.,Лущик Н.Е. Дайиров М.М.,Щункеев К,Ш.Распад экситонов срождением анионных и катионных дефектов в КСИа Труды ИФ АН ЭССР,1982,т.53,сЛ46--171.

112. Толстой Н.А.,Абрамов А.П.О взаимодействии экситонов в антрацене.- ФТТ,1967,т.9,№ I,с.340-343.

113. Алукер Э,Д.,Гаврилов В.В.,Чернов С.А.Кинетика релаксации поглощения триплетных экситонов в Ш и кем и эффект "радиационной тряски".- Письма в ЖТФ,1983,т.9, № 5,с.294-298.

114. Оуржиков А,П.Накопление радиационных дефектов в анионной подрешетке монокристаллов окиси магния при высоких плотностях возбуждения ускоренными электронами.

115. Дис, канд.физ.-мат.наук,- Томск,1982,- 165с,