γ辐射及退火MgAl2O4透明陶瓷光谱特性研究

本文用不同剂量的γ射线辐照镁铝尖晶石透明陶瓷,并对辐照后的样品进行等时退火,UV-VIS和FI-IR测试表明,辐照前3360cm-1处有吸收峰,它是由V-1OH心吸收引起的.经γ辐射,样品在370nm处产生吸收带,它是由辐照产生的V型色心吸收引起的.通过退火可以使V型色心吸收带消除.结果表明:较低剂量的γ辐照能降低陶瓷紫外到红外的透过率;大剂量的γ辐照能在陶瓷中产生退火效应,能增加陶瓷红外透过率.     

中子辐照MgO晶体的损伤和恢复

用剂量为5.74×1018cm-2的中子对MgO晶体进行了辐照,利用吸收光谱、荧光光谱等手段观测了中子辐照引起的损伤及其恢复.中子辐照产生了大量的阴离子单空位(F+)、阴离子双空位(F2)及其它更高阶的缺陷.通过等时退火,这些缺陷发生了一系列消长和转型的变化过程,并最终在900℃左右全部消失.实验结果表明,吸收峰位于573nm的色心是与位于424nm、451nm的色心类型不同的更高阶的阴离子空位聚集态.     

Sr:BaF2晶体电子辐照诱生F型色心及其转型研究

测试和分析了Sr:BaF2晶体电子辐照前后以及辐照着色的样品光致转型过程的吸收谱.研究结果表明,能量为1.5MeV和1.8MeV的电子束对Sr:BaF2晶体的辐照注量达1015～1016cm-2时,诱生F-H对、F心及其与杂质的复合色心.用波长为632.8nm的He-Ne激光照射电子辐照着色的样品,可使F心转型成FA(Sr2+)心;再用钠光(589.0,589.6nm)照射,又可将FA(Sr2+)心部分回转成F心.     

痕量La杂质对CaF2晶体γ辐照诱导色心光谱特性的影响

氟化钙晶体的抗γ射线辐照性能是其在太空应用的关键性能之一。本文报道了痕量La杂质对氟化钙晶体γ辐照诱导色心的影响。主要采用吸收光谱、电子顺磁共振(EPR)等手段对辐照前后存在不同痕量La杂质的氟化钙晶体进行研究。结果表明,辐照后的氟化钙晶体产生多个色心吸收带,且吸收带的吸收系数随辐照剂量和La杂质浓度增加而增加。EPR证实这种吸收带的形成是由氟化钙晶体中F心引起的,而La³⁺的存在影响氟化钙晶体F心的稳定性和光谱位置,本文提出了La³⁺与氟化钙晶体中F心存在的可能机制。     

中子辐照α-Al2O3单晶的光学性质研究

本文利用吸收光谱法、光致发光光谱法和拉曼光谱法对中子辐照的α-Al2O3进行研究.吸收光谱表明,中子辐照除产生F2、F2+、F2+2和F3色心外,还能产生[Al-O]3-色心,它对应着325 nm和638 nm两个吸收峰,且具有较低的热稳定性,经300℃退火后消失.光致发光谱法除了检测到F2、F2+和F2+2色心对应的发光峰外,还检测到625nm和657 nm发光峰.625 nm发光峰可能对应着高剂量中子辐照下特有的发光中心.657 nm发光峰是经800℃处理后唯一存在的发光峰,它可能来自于反位铝缺陷(AlO).此外,拉曼光谱显示该剂量的中子辐照不能导致明显的拉曼峰频移和展宽.     

NV色心浓度与退火温度的Boltzmann模型

金刚石NV色心具有室温可观测到的零声子线,发光稳定,相干时间长等优秀的光学特性,可实现高精度的物理量探测和量子调控.其中,NV色心的浓度是影响其宏观性能和应用的关键因素之一.这项研究分析了不同退火温度下金刚石NV色心的荧光光谱,研究了两种不同电子注入剂量下NV色心浓度与退火温度的关系.首先,通过电子辐照,高温退火等技术制备了含有不同浓度NV色心的金刚石样品.然后测量分析了不同制备条件下NV色心的荧光光谱,求得了其声子带的总荧光强度来表征NV色心浓度.分析了NV色心浓度与退火温度的关系,根据不同温度范围NV色心浓度的变化情况提出了抑制区、扩散区和饱和区三个分区.根据实验数据拟合得到了NV色心浓度与退火温度的玻尔兹曼模型,并得到了在780℃附近NV色心浓度的变化速率最快.     

钼酸钙晶体中点缺陷的计算机模拟

本文根据第一性原理计算了含电子型色心的钼酸钙晶体的电子结构,计算结果表明钼酸钙晶体中F心和F+心不会在可见光范围内引起吸收,而氧空位的存在使钼酸钙晶体呈现蓝色.     

电注入着色溴化钾晶体光谱特性及激活能

利用电注入着色装置,分别使用点阴极与平板阳极和点阳极与平板阴极在不同条件下对溴化钾晶体进行电注入着色.点阴极注入时,在着色晶体中产生V色心和F色心,计算得到F色心激活能0.84 eV.点阳极注入时,在着色晶体中产生V色心,计算得到V色心激活能0.49 eV.对着色晶体进行系统的光谱测量,确定色心光谱吸收带的光谱参数.对比两种情况下测得的电流～时间关系曲线,解释其色心形成机理.     

点阳极电注入氯化钠晶体光谱特性及机理

利用电注入着色装置,使用点阳极和平板阴极在不同条件下对氯化钠晶体进行电注入着色.在着色晶体中产生大量V、F、胶体C和N心.对着色晶体进行系统的光谱测量,确定色心光谱吸收带的光谱参数.研究不同注入条件对色心浓度的影响.测得电流～时间关系曲线.计算出V色心的激活能小于F色心激活能,进而解释色心形成机理.     

6H-SiC单晶的中子辐照损伤及其退火特性研究

用剂量为1.72×1019 n/cm2和1.67×1020 n/cm2的中子对掺氮6H-SiC单晶进行辐照,利用紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱等方法研究了辐照引起的晶格损伤及随退火温度的回复过程.结果表明:中子辐照产生的大量缺陷使SiC的光吸收明显增加;光学带隙能随辐照剂量的增加而降低,这与禁带中引入的局域态缺陷能级有关.光吸收边出现强烈的连续吸收可能归因于辐照产生的不同类型缺陷簇或局部非晶区域的光散射.对两个剂量辐照的样品进行室温到1600℃的等时退火,发现两个剂量辐照产生的晶格损伤所需的退火回复温度不同,但退火回复过程都呈现出以800℃为转折点的两个相同阶段.     

ZPPH晶体中掺杂VO~(2+)的吸收光谱与EPR参量的理论研究

本文基于晶体场理论,建立了10×10阶的3d~1离子的全组态能级矩阵,由全对角化法(CDM)计算了ZPPH (ZnKPO_4·6H_2O)∶ VO~(2+)晶体的吸收光谱与顺磁g因子;同时,运用3d~1离子在C_(4v)对称下的能级公式和电子顺磁共振(EPR)参量高阶微扰(PTM)公式,计算了ZPPH∶ VO~(2+)晶体的光学吸收谱和EPR参量g因子g_(//),g_⊥和超精细结构常数A_(//),A_⊥,所得理论结果与实验符合.两种理论方法对比研究表明:对3d~1(V~(4+))电子组态,微扰法所得结果是全对角化法所得结果的一种很好近似.对所得结果的合理性进行了讨论.     

CdX2(X=Cl、Br):Ni2+晶体的吸收光谱和EPR谱的统一解释

本文考虑3d电子和轨道局域性差异和配体旋-轨耦合作用的影响,在晶体场理论和电子顺磁共振理论基础上,采用d轨道模型,推导出了3d2/d8电子组态在D3d对称下的广义能量矩阵,利用双共价因子双旋-轨耦合EPR谱高阶微扰公式,统一解释了CdX2(X=Cl、Br):Ni2+晶体的吸收光谱和EPR谱.     

Cao.28Ba0.72Nb2O6单晶的光学常数及吸收特性

山大晶体所采用提拉法生长出新晶体铌酸钙钡.本文通过分光光度计和椭偏光谱仪分别测得室温下铌酸钙钡的透射率和折射率随波长的变化关系.透射率光谱显示该晶体在波长大于380nm的可见光谱区是透明的.色散关系表明此材料的双折射较大,在短波区域寻常光及非常光的折射率之差约为0.12.此外,由透射率曲线计算了可见光范围内铌酸钙钡的吸收系数.从而得到吸收系数的平方根与光子能量的函数关系曲线.通过对该曲线的研究,发现铌酸钙钡晶体吸收边以下对应的跃迁为间接跃迁,计算出间接跃迁的禁带宽度Eg以及声子能量Ep.     

Phenomena induced by UV irradiation in PbMoO4 single crystal

Abstract

Electrical properties and optical absorption of PbMoO₄ single crystal were studied after UV irradiation. Anomalies of permittivity ε and conductivity σ were detected and attributed to the dipole centers induced by UV light. It was proposed that dipole centers were created by photoelectrons trapped by Mo within oxygen tetrahedra distorted by an oxygen vacancy V_O. At high temperatures conductivity was nearly insensitive to UV irradiation. Additional optical absorption was observed in PbMoO₄ single crystal after UV irradiation. It was argued that transfer of photoelectrons from lead to molybdenum groups was responsible for the photochromic effect found.     

减少ZnGeP2晶体1~2.5 μm光学吸收的研究

ZnGeP₂晶体在1~2.5 μm有几个吸收峰,此波段的吸收峰主要是由于点缺陷V_P、Ge_Zn和V_Zn引起的,这些光学吸收严重影响ZnGeP₂晶体在光参量振荡器中的应用性能。针对ZnGeP₂在此波段的光学吸收,基于电子-原子核散射理论,通过理论计算模拟电子辐照来寻找合适的辐照条件,对布里奇曼法生长出的ZnGeP₂单晶分别进行退火热处理和电子辐照处理,并采用红外光谱仪和综合物理性能测量系统测试不同条件下ZnGeP₂晶体的红外吸收光谱、霍尔系数和载流子浓度。结果表明退火热处理能有效减少ZnGeP₂晶体在1.2 μm和1.4 μm附近的光学吸收,而电子辐照处理有利于减少ZnGeP₂晶体在2.0 μm附近的光学吸收,实验结果与计算结果一致。     

Electron irradiation‐induced effects on optical spectra of (NH4)2ZnCl4: x Sr2+ single crystals

The effect of electron‐beam irradiation with different doses on optical constants of (NH₄)₂ZnCl₄: x Sr²⁺ crystals with x=0.000, 0.020, 0.039, 0.087 or 0.144 wt% has been studied. The optical transmission in the energy range 3.4‐6.4 eV was measured hence the absorption coefficient was computed as a frequency function. The absorption coefficient was also calculated as a function of electron‐beam dose. Irradiation with e‐beam did not affect the allowed indirect type of transition responsible for interband transitions of (NH₄)₂ZnCl₄: x Sr²⁺ crystals. Values of the optical energy gap E_g and optical moment E_p for electronic interband transition of unexposed and (NH₄)₂ZnCl₄: x Sr²⁺ crystals after e‐beam exposure were deduced. The area under the absorption band at 5.30 eV was used to evaluate the effect of e‐irradiation on optical parameters of samples with x=0.00, 0.020 or 0.039. A shift in the position and a nonmonotonic change in the intensity of this band with increasing e‐beam dose was observed. Changes in the E_g value were used to evaluate the effect of e‐beam exposure dose on (NH₄)₂ZnCl₄: x Sr²⁺ samples with x=0.087 or 0.144. The obtained results were compared with those obtained for the same crystals after irradiation with different γ‐doses.     

Ti:Al2O3透明多晶陶瓷光谱特性分析

采用传统无压烧结工艺制备出透明性良好的掺Ti氧化铝陶瓷;测定了该陶瓷的吸收光谱、荧光光谱和激发光谱.结果表明,掺Ti氧化铝透明陶瓷样品在Mg与Ti掺入离子的摩尔比(NMg/NTi)较小时,表现出Ti3+离子的490nm特征吸收峰,即2T2→2E跃迁产生的宽带吸收;NMg/NTi较大时,陶瓷样品吸收光谱中不存在Ti3+离子吸收,其250nm处吸收为O2-→Ti4+的转移吸收.掺Ti氧化铝透明陶瓷样品Ti3+离子的发射谱线与单晶的相吻合,同时Ti3+在氧化铝陶瓷中分布很均匀,且Ti3+浓度较高时仍处于未畸变的八面体格位当中.氢气氛下烧结的陶瓷样品因MgO添加剂的存在而在410nm处产生Ti4+离子荧光发射;而280nm、420nm左右的荧光发射分别是由F+和F心造成的.     

Stable and transient color centers in Gd3Ga5O12 crystals

The work is devoted to investigation of stable color centers (CC) that are created in Gd₃Ga₅O₁₂ (GGG) crystals under irradiation with γ-quanta (E = 1.25 MeV, D = 10⁵ Gy ) as well as transient CC created in the crystals under irradiation with pulsed electron beam (E = 0.25 MeV, pulse duration 10 ns, fluence 10¹² cm^-2, time interval of registration 0-500 ns). On the basis of the performed study of optical absorption spectra of the as-grown and irradiated crystals it was established the correlation between a defect subsystem of as-grown crystals and a type of CC induced by radiation in the crystals. The role of Ca²⁺ dopant ions in the processes of CC formation is examined. Models of the stable and transient CC are proposed. (© 2004 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

Paramagnetic germanium-related centers induced by energetic radiation in optical fibers and preforms

We investigated the creation processes of Ge-related paramagnetic point defects in silica fibers and preforms, doped with different amounts of germanium, and X-ray irradiated at several radiation doses. Different paramagnetic defect species, like GeE′, Ge(1) and Ge(2), were revealed by electron paramagnetic resonance measurements and their concentration was studied as a function of the irradiation dose. The comparison with the optical absorption spectra points out the main role of Ge(1) on the optical transmission loss of fibers in the UV region.