AP19178510 "BaFBr және BaF2 кристалдарындағы радиациядан туындаған ақауларды эксперименттік және теориялық зерттеу"

147 МэВ ⁸⁴Kr және 25,5 МэВ ¹⁴N иондарымен сәулеленген және қараңғы жерде ұзақ сақталған BaFBr кристалдарында оттегі қоспалары анықталды.

Фотолюминесценция (ФЛ) спектрінде 1,5-тен 3,5 эВ-қа дейінгі кең кешенді сәулелену жолағы бар екені көрсетілді; бұл жолақ сәулеленбеген кристалдарда да кездеседі, бірақ оның қарқындылығы төменірек.

Флюенс 10¹¹ ион/см² мәніне дейін өскенде бірінші (2,5 эВ), екінші (2,05 эВ) және үшінші (2,3 эВ) типтегі орталықтардың люминесценция қарқындылығының артуы байқалды. Үшінші типтің пайда болуы қалған екі типтің максимумдарының ығысуына әкеледі.

Оттегі-вакансиялық орталықтардың тек кристалдардың өсу процесінде ғана емес, сонымен қатар жылдам ауыр иондармен (ЖАИ) сәулелену барысында да түзілетіні анықталды.Макроақаулар (хиллоктар мен тректер) және агрегаттар оттегі-вакансиялық ақаулардың люминесценциясына айтарлықтай әсер етеді.

BaFBr кристалдарында 147 МэВ ⁸⁴Kr. иондарымен сәулелену кезінде хиллоктар мен тректердің түзілуі алғаш рет көрсетілді. Хиллоктар, әсіресе флюенс артқанда, жарықтың шашырауына байланысты люминесценция қарқындылығының төмендеуіне ықпал етуі мүмкін.

Раман спектроскопиясы (РС) сараптамасы негізінде жоғары энергиялы криптон иондарымен сәулеленген BaFBr кристалдарының едәуір аморфизацияланғаны анықталды. 24,5 МэВ ¹⁴N. иондарымен сәулеленген үлгілерден айырмашылығы, 147 МэВ ⁸⁴Kr иондарының әсерінен тректердің бірін-бірі жабуы нәтижесінде кристалдардың аморфизацияланғаны расталды.Жылдам Kr иондарымен сәулеленген үлгілердің жұтылу және Раман спектрлерін талдау нүктелік ақаулардың электронды және кемтіктік агрегаттарының түзілгенін көрсетті.

KBr кристалдарындағы агрегаттық кемтіктік ақауларды зерттеу нәтижелерімен салыстыра отырып, максимумы 4,5 эВ болатын жұтылу жолағы ,а 5,5 эВ орталықтарымен, ал 5,5 эВ жолағы ди-Н-орталықтармен байланысты деп болжауға болады.

Біздің DFT есептеулерімізде PBE және HSE06 функционалдарын, сондай-ақ GW₀ есептеулерін қолдану ақауларды және олардың кристалдың оптикалық қасиеттеріне әсерін жылдам әрі дәл модельдеуге негіз болды.Зерттеу нәтижелерін талдау негізінде материалдардың радиациялық төзімділігі мен деградациясын болжауға болады. Қазіргі заманғы бейнелеу пластиналары (IP) — бұл құрамында BaFBr кристалдары бар, сәулеленуге инертті негізге жағылған детекциялаушы бөлшектерден тұратын материал. Біздің зерттеулеріміз алғаш рет оптикалық және Раман спектроскопиясы арқылы радиациялық зақымдану механизмдерін қарастыруға және беттік ақауларды зерттеуге мүмкіндік берді.