AP19178510 "Экспериментальные и теоретические исследования радиационно-индуцированных дефектов в кристаллах BaFBr и BaF2"

- В исследованных кристаллах BaFBr, облученных ионами 147 МэВ 84Kr и ионы 25,5 МэВ 14N и длительно хранившихся в темноте, наблюдались примеси кислорода.

- показано, что в спектре ФЛ присутствует широкая комплексная полоса излучения от 1,5 до 3,5 эВ, которая присутствует и в необлученном кристалле, но с меньшей интенсивность;

- при увеличении флюенса до 1011 ион/см2 наблюдалось увеличение интенсивности люминесценции центров первого типа (2,5 эВ), второго типа (2,05 эВ) и третьего (2,3 эВ). Создание третьего типа приводит к смещению максимума двух других типов центров;

- обнаружено, что кислородно-вакансионные центры образуются не только в процессе роста кристаллов, но и в процессе облучения БТИ.

- макродефекты (хиллоки и треки) и агрегаты существенно влияют на люминесценцию кислородно-вакансионных дефектов. Впервые показано образование хиллоков и треков в кристаллах BaFBr при облучении ионами 147 МэВ 84Kr. Хиллоки могут способствовать снижению интенсивности люминесценции, особенно при увеличении флюенса, из-за рассеяния света;

- из анализа РС установлена значительная аморфизация кристаллов BaFBr, облученных высокоэнергетическими ионами криптона. Анализ РС подтвердил, что кристаллы BaFBr аморфизировались ионами 147 МэВ 84Kr вследствие перекрытия треков, в отличие от образцов, облученных ионами 24,5 МэВ 14N.

- Анализ спектров поглощения и комбинационного рассеяния света образцов, облученных быстрыми ионами Kr, показал образование электронных и дырочных агрегатов точечных дефектов. Сравнивая с результатами исследования агрегатных дырочных точечных дефектов в KBr, можно предположить, что полоса поглощения с максимумом 4,5 эВ связана с центрами 〖Br〗_3^- ,а 5,5 эВ с ди-Н-центрами;

- Использование функционалов PBE и HSE06, а также расчетов GW0 в наших расчетах DFT обеспечило основу для быстрого и точного моделирования дефектов и их влияния на оптические свойства кристалла.

На основании анализов результатов исследований можно прогнозировать радиационную стойкость и деградацию материалов. Современные IP представляют собой материал, который содержит кристаллы BaFBr, инертную к облучению основу, на которую нанесены детектирующие частицы. Наши исследования позволили впервые рассмотреть механизмы радиационных повреждений оптической, рамановской спектроскопией и исследовать поверхностные дефекты.