CC BY
35
же после выключения МП. Кривая 3 снималась в МП В = 0,3 Тл через 5 дней после получения кривой 2. Темные точки на кривых 4 и 5 отвечают последующему испытанию в МП В = 0,3 Тл еще через 7 дней после получения кривой 3, светлые точки соответствуют контрольному образцу. Из сравнения кривых 1 и 5 (контрольный образец) следует, что амплитудная зависимость 8(е0) при испытаниях в МП начинается при меньших е0, чем при В = 0. При повторных испытаниях, проведенных сразу же после выключения МП (кривая 2), ВТ продолжает оставаться высоким, отвечая даже несколько большим значениям, чем для кривой 1. Это напоминает эффект последействия: образец продолжает разупрочняться в течение некоторого времени и после выключения МП. Длительный отдых образца в течение 5 дней значительно понижает ВТ (кривая 3), но оно еще не достигает значений контрольного образца. Образец «помнит», что при предыдущем испытании он находился в МП. И, наконец, последующий отдых еще в течение 7 дней понижает ВТ до значений, соответствующих контрольному образцу.
Кривые, представленные на рис. 3, также спрямляются в координатах Гранато - Люкке. Рассчитанные для кривых 1-5 рис. 3, значения параметра Г составили, соответственно, 3,31-Ю"4, 1,41-10-4, 3,64-Ю-4,
3,74-10-4 и 3,84-Ю-4. Из сравнения приведенных значений видно, что для образца, испытываемого в МП (кривая 1), значение параметра Г оказывается ниже, чем для контрольного образца (кривая 5). При повторных испытаниях после выключения МП (кривая 2) значение Г оказывается даже ниже, чем при первом испытании в МП, т. е. имеет место эффект последействия. Длительный отдых приводит к потере чувстви-
тельности свойств образца к действию МП, так что значения параметра Г приближаются к данным для контрольного образца.
Уменьшение величины Г ~ Ет/Ьс в МП может быть вызвано уменьшением силы связи закрепляющего центра с дислокацией Ет или увеличением средней длины колеблющегося дислокационного сегмента Ьс. Как показали дополнительные исследования [3], имеют место обе эти причины.
Из приведенных выше результатов повторных испытаний с образцами ЬіГ и КС1 следует, что возможны эффекты последействия, «магнитной памяти» и потери чувствительности свойств ЩГК к действию магнитного поля.
ЛИТЕРАТУРА
1. Белозёрова Э.П., Светашов А.А., Красников В.Л. // Изв. РАН. Сер. физическая. 1997. Т. 61. № 2. С. 291-297.
2. Дацко О.И., Алексеенко В.И. // ФТТ. Т. 39. № 7. С. 1234-1236.
3. Тяпунина Н.А., Белозёрова Э.П., Красников В.Л. // Материаловедение. 1999. № 12. С. 21-27.
4. Швидковский Е.Г., Дургарян А.А. // НДВШ. Физ.-мат. науки. 1958. № 5. С. 211-216.
5. Никаноров С.П., Кардашев Б. К Упругость и дислокационная неупругость кристаллов. М.: Наука, 1985. 205 с.
6. Наими Е.К. Измерение внутреннего трения, дефекта модуля Юнга и стартовых напряжений методом вольтамперных характеристик составного вибратора. М., 1985. Деп. в ВИНИТИ. № 2589 Деп. 17 с.
7. Тяпунина Н.А., Наими Е.К, Зиненкова Г.М. Действие ультразвука на кристаллы с дефектами. М.: Изд-во МГУ, 1999. С. 127.
8. Гранато А., Люкке К. Дислокационная теория поглощения // Ультразвуковые методы исследования дислокаций. М.: Изд-во ИЛ, 1963. С. 27-57.
9. Басквг &£ // І. Арр1. РЬу8. V. 33. № 5. Р. 1730-1732.
УДК 535.343.2
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМОИОНИЗАЦИИ ИНФРАКРАСНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ ЛОВУШЕК В ОКРАШЕННЫХ КРИСТАЛЛАХ KBr И NaCl
© Т.А. Лебедкина, Е.И. Коровкин
Россия, Черноголовка, Институт физики твердого тела РАН
Lebedkina T.A., Korovkin E.I. Investigation of thermoionization of the infrared electron traps in coloured KBr and NaCl crystals. Thermoinization of the infrared electron traps in coloured KBr and NaCl crystals is studied in the temperature range of 71-104 K. It is shown that the complex character of the thermoionization curves is determined by the presence of a few electron traps, which are unstable in this temperature range and decay according to exponential laws, and one stable electron trap.
Ранее при исследовании фотопластического эффекта (ФПЭ) в ЩГК был обнаружен эффект инфракрасного гашения ФПЭ [1-2]. Возникла гипотеза, что за этот эффект ответственны электронные состояния (возможно, связанные с дислокациями, точечными дефектами или с теми и другими), способные разрушаться под действием ИК-света (0,7-0,8 эВ). Дальнейшие эксперименты привели к открытию двухступенчатой фотопроводимости в у-облученных кристаллах (ЫаС1, КБг и КС1) при низких температурах (4,2-140 К) [3-6], что подтвердило существование в у-окрашенных кристал-
лах ловушек, способных захватывать электроны с возбужденных ^-центров и терять их под действием ИК-света. На рис. 1 приведены спектры стимулированной ^-светом ИК-фотопроводимости для у-окрашенных кристаллов №С1, КБг и КС1. Благодаря стабильности созданных электронных состояний, при низких температурах концентрация заполненных ловушек могла достигать значительной величины, что позволяло наблюдать их спектр оптического поглощения [6-7]. В результате исследований спектров фотопроводимости и фотопоглощения, стимулированных ^-светом,
было обнаружено, что этот новый тип ловушек проявляет свойства поляронов [6-8], а именно: наличие периодической структуры, соответствующей участвующему в поглощении продольному оптическому фонону, специфическая температурная зависимость спектра фотопоглощения, большое различие в положении максимумов спектров оптического поглощения и стимулированной ИК-фотопроводимости. А так как время жизни электронов на исследуемых ловушках при низких температурах велико (значение фототока оставалось неизменным при температуре Т = 4,2-65 К в образце с заполненными ловушками после выдержки в темноте в течение 50 мин), был сделан вывод, что эти состояния, возможно, являются связанными поляронами. При этом оказалось, что спектры оптического поглощения ловушек, ответственных за стимулированную F-светом ИК-фотопроводимость в различных ЩГК, полностью совпадают с данными, опубликованными в [9-12].
В предыдущей работе [13] нами изучался процесс термоионизации инфракрасных ловушек в окрашенных кристаллах KCl. Данная работа посвящена аналогичным измерениям в кристаллах KBr и NaCl. Предварительные измерения, выполненные нами ранее, подтвердили наличие резкого излома на кривых 1п(т) -(1/T) для кристаллов KBr, полученного в работе [12]. После выполнения работы [13] объяснение этого излома стало очевидным - это наличие другой, наряду с поляронным состоянием, электронной ловушки (по терминологии работы [13] - ловушки b-типа). Действительно, если определить характерное время т по наклону начального участка кривой термоопустошения в координатах ln(I/I0) - t, от двух пересекающихся прямых в координатах 1п(т) - (1/T) останутся только более «быстрые» нижние части, образующие резкий излом.
Таким образом, в кристаллах KBr и NaCl, как и в KCl, следует ожидать ловушки b-типа, а также и с-типа, на присутствие которых указывают данные по спектру ИК-фотопроводимости в этих кристаллах (рис. 1). Методика эксперимента была аналогична используемой в работе [13]. Величина фототока служила мерой концентрации заполненных ловушек. На рис. 2-3 представлены эспериментальные зависимости фототока I(t) от времени t при заданной температуре для кристаллов KBr и NaCl, соответственно. Как и в экспериментах с KCl, форма кривых во всех кристаллах зависит от длины волны тестирующего света, что доказывает наличие нескольких типов ловушек. Для кристаллов ЫЗг термоактивационные кривые (рис. 2) пересекаются не только в точке t = 0 аналогично кривым для кристаллов KCl в работе [13]. В случае NCl подобная картина не наблюдалась (рис. 3). Для обработки результатов сначала использовалась, как и в [13], формула:
I/I0 = a(exp(-t / a)) + b(exp(-t / b)) + c,
где a + b + c = 1. И если точки для ловушек а-типа (интересующие нас поляронные состояния) хорошо укладываются на прямую, то для ловушек b-типа наблюдался большой разброс, а их положение провоцировало замену одной прямой на две. Поэтому обработка была повторена с использованием формулы:
I/I0 = a(exp(-t / Т„)) + b1(eXp(-t/Tb1)) + b2(exp(-t / Tb2)) + c.
—O— NaCl —Д— KBr
ш (эВ)
Рис. 1. Стимулированная ^-светом ИК-фотопроводимость в у-окрашенных ЩГК. Температура образца Т = 9 К для всех кристаллов. Погрешность измерений составляла 4 % для кристаллов №С1 и 2 % для КБг и КС1
t , s
t, с
Рис. 2. Кривые термоионизации электронных ловушек в у-окрашенных кристаллах КБг для различных температур: 1 - Т = 72 К; 2 - Т = 77 К; 3 - Т = 82 К; 4 - Т = 90 К; 5 - Т = = 101 К; 6 - Т = 104 К
t, s
t, с
Рис. 3. Кривые термоионизации электронных ловушек в у-окрашенных кристаллах №С1 для различных температур: 1 - Т = 73 К; 2 - Т = 75 К; 3 - Т = 81 К; 4 - Т = 82 К; 5 - Т = 84 К; 6 - Т = 85 К; 7 - Т = 89 К
■ KBr
1000/T
Рис. 4. Зависимость времени жизни от температуры для ловушек в у-окрашенных кристаллах КВг и №С1
Результаты приведены на рисунке 4. Видно, что данные хорошо укладываются на прямые. Таким образом, в кристалле КВг, кроме связанных поляронных состояний (ловушки а-типа) с энергией активации процесса их термического опустошения Н(а) = 0,125 эВ, имеются еще электронные ловушки: Ы-типа (Н = 0,026 эВ), 62-типа (Н = 0,017 эВ) и с-типа, практически стабильные при Т = 71.. .104 К. В кристаллах ЫаС1 концентрация ловушек с-типа практически равна нулю. Данные для всех трех кристаллов ЫаС1, КС1 и КВг представлены в таблице, где £(ОП) - положение максимума спектра оптического поглощения связанных поляронных состояний, £(ФП) - положение максимума спектра фотоионизации этих же состояний, ЦОП) и ЦФП) -частоты оптического фонона, полученные, соответственно, из спектров оптического поглощения и фотоио-
Таблица 1
NaCl KCl KBr
H(a) (эВ) 0,146 0,22 [12] 0,303 [13] 0,33 [12] 0,125 0,17 [12]
H(b1) (эВ) 0,126 0,18 [13] 0,026
H(b2) (эВ) 0,111 0,017
ЦОП) (эВ) 0,32 0,33 [7] [12] 0,36 0,36 [8] [12] 0,32 0,32 [8] [12]
£(ФП) (эВ) 0,53 [3] 0,71 [6] 0,57 [6]
ДИОН) (эВ) 0,25 [3] 0,48 [6] 0,35 [6]
L^) (мэВ) 31,60 31 [7] [12] 24,80 25 [8] [12] 20,0 19,8 [8] [12]
L(0^ (мэВ) 35,44 [3] 26,78 [6] 21,08 [6]
А (%) 10,8 [6] 7,4 [6] 5,2 [6]
низации, А = (L (ФП) - L (ОП) ) / L (ФП) (величина, характеризующая смягчение фононных мод).
ЛИТЕРАТУРА
1. Ермаков Г.А., Надгорный Э.М. // Письма ЖЭТФ. 1971. Т. 14. С. 45.
2. Коровкин Е.В. // ФТТ. 1982. Т. 24. С. 524-527.
3. Коровкин Е.В., Лебедкина Т.А. // ФТТ. 1987. Т. 29. С. 2807-2809.
4. Коровкин Е.В., Лебедкина Т.А. // ФТТ. 1991. Т. 33. С. 120-123.
5. Коровкин Е.В., Лебедкина Т.А. // ФТТ. 1991. Т. 33. С. 2483-2485.
6. Коровкин Е.В., Лебедкина Т.А. // ФТТ. 1995. Т. 37. С. 3536.
7. Коровкин Е.В., Лебедкина Т.А. // ФТТ. 1991. Т. 33. С. 2807-2809.
8. Коровкин Е.В., Лебедкина Т.А. // ФТТ. 1993. Т. 35. С. 642-647.
9. Borms F. and Jacobs G. // Phys. stat. sol. (b). 1971. V. 43. P. 283.
10. Carlier F. and Jacobs G. // Phys. stat. sol. (b). 1978. V. 89. P. 193.
11. Carlier F. and Jacobs G. // Phys. stat. sol. (b). 1978. V. 89. K. 95.
12. Jacobs G. // Phys. stat. sol. (b). 1985. V. 129. P. 755.
13. Коровкин Е.В., Лебедкина Т.А. // ФТТ. 1996. Т. 11. № 38. С. 3327.
УДК 651.64:539.2
ТЕМПЕРАТУРНОЕ ПОВЕДЕНИЕ РЯДА ОРГАНОКАРБОСИЛАНОВЫХ СОПОЛИМЕРОВ
© В.М. Поликарпов, Е.М. Антипов*
Россия, Тамбов, Государственный университет им. Г.Р. Державина *Москва, Институт нефтехимического синтеза РАН
Polikarpov V.M., Antipov E.M. Temperature behaviour of a row of organocarbosilanes copolymers. The investigation is devoted to structural temperature changes of a new row of organocarbosilanes copolymers. The melting of crystalline phase is observed at 103-105° C. The dominant role in the processes of structural changes belongs to the main chains.
Полиорганокарбосилановые соединения - достаточно новый класс высокомолекулярных соединений, интерес к которым обусловлен их уникальными промышленными свойствами [1], связанными с конформа-ционным строением макромолекул и оригинальным температурным поведением. Открытые кристаллические конформационно-разупорядоченные фазовые состояния в данных объектах существенно обострили внимание к подобным объектам.
Исследовали сополимеры, синтез которых был осуществлен сравнительно недавно в ИНХС РАН, имеющие следующее строение:
A) Образец 1 - [-81(К2)2-(СИ2)2-]т - [-Б^)-]», где Я = СН3, т/п = 9;
Б) Образец 2 - [-81(Я2)2-(СН2)2-]т - [-Б^)-]», где Я=СН3, т/»=3;
B) Образец 3 - [-Б1(Я2)2-(СН2)2-]т - [-Б1(Я2)-]п, где Я = СН3, т/п = 1,5;
Г) Образец 4 - [-В1(Я2)2-(СН2)2-]т - [^(адн», где Я1 = СН3, Я2 = С6Н5, т/п = 1,5.
В дальнейшем будем называть часть макроцепи [-Б1(Я2)2-(СН2)2-] - фрагмент 1, а часть [-Б1(Я2)-] -фрагмент 2.
