УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ДВУХ ТИПОВ СПЕКТРОВ В ОБЛУЧЕННЫХ КРИСТАЛЛАХ CaF2 Текст научной статьи по специальности «Физика»

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА

Том 169 1368

УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ДВУХ ТИПОВ СПЕКТРОВ В ОБЛУЧЕННЫХ КРИСТАЛЛАХ CaF2

Е. К. ЗАВАДОВСКАЯ, Л. А. ЛИСИЦЫНА, В. М. ЛИСИЦЫН

В настоящее время в литературе дискутируется вопрос относительно причин появления при фотохимическом и аддитивном окрашивании кристаллов CaF2 двух типов спектров: спектра Смакулы, состоящего из четырех полос с максимумами на 225, 335, 400 и 580 ммк и спектра типа Мольво, самыми большими полосами которого являются полосы с максимумами на 380 и 525^-560 ммк. Люти и Фонг [1, 2] приписывают появление различных типов спектров влиянию термической обработки кристалла в процессе аддитивного окрашивания.

Ряд авторов [3, 4] объясняет появление спектра Мольво присутствием в кристалле кислорода. Бонтинк [5] считает, что вид спектра зависит от энергии излучения, Прзибрам [6] — от дозы облучения. Рат-нам [7] — от температуры облучения. Выяснение причин появления двух

типов спектров имеет принципиальное значение при решении вопроса об образовании центров окраски в кристаллах CaF2.

В настоящем соббщении приводятся результаты исследований условий образования двух типов спектров в окрашенных кристаллах CaF2.

Проведены следующие эксперименты. Кристалл CaF2, прозрачный в диапазоне 200 -т- 1000 ммк, нагревался в кварцевой трубе при температуре 700°С, вакуу-

п)п

J.6

1.2

O.S

04

£00

260

360

440

920

600

А ммк

Рис. I. Спектры кристалла СаРг, подвергнутого термической обработке. £¿=0,6 см.

1 — спектр кристалла до облучения,

2 — кристалл облучен рентгеновскими лучами в течение 0,5 часа (70 кв 10 на)

ме 4ХЮ~2 мм Рт- ст. в

течение 4 часов, затем быстро охлаждался до комнатной температуры. Обнаружено, что в спектре такого кристалла появляется полоса с максимумом на 200 ммк. Последующее облучение этого кристалла рентгеновскими лучами, электронами или протонами вызывает появление в спектре дополнительных полое с максимумами на 320, 380, 470 и 560 ммк (рис. 1). Спектр кристалла, не имевшего до облучения полосы

в ультрафиолете, имеет вид спектра Смакулы и состоит из полос с максимумами на 225, 335, 400 и 580 ммк (рис. 2). Замечено, что чувствительность к окрашиванию кристалла CaF2, имеющего полосу в ультрафиолете, резко возрастает по сравнению с кристаллом, прозрачным в этой области спектра.

Изучение спектров легированных кристаллов позволило обнаружить следующий факт: введение в кристалл CaF2 примеси натрия, которая, встраиваясь на место катиона, вводит с собой дополнительное число анионных вакансий, вызывает появление в спектре необлученного кри-

Рис. 2. Спектр кристалла СаР2, не подвергнутого термической обработке. с1 = 0,6 см. Кристалл облучен рентгеновскими лучами в течение 4,5 часа (70 кв 10 ма)

сталла полосу с максимумом на 210 ммк. Спектр такого кристалла, слабо облученного протонами энергией 2 Мэв, состоит из полос с максимумами на 206, 320, 380 и широкой полосы на 560 ммк (рис. 3). Необходимо

Рис. 3. Спектры кристалла СаИг—Ыа. 1 —кристалл до облучения,

2— кристалл облучен протонами, доза 1,2 • 1013

про гон!см2у

3—кристалл СаР2 до облучения

отметить, что спектр, подобный спектру облученного кристалла СаР2—N3, наблюдается и в облученных синтезированных кристаллах СаР2, выра-

щенных в нашей лаборатории из порошка CaF2, полученном при синтезе хлорида кальция с фторидом натрия при 1000°С на воздухе.

Таким образом, кристаллы CaF2, до облучения содержащие в ультрафиолете полосу поглощения, после облучения имеют спектр, отличный от спектра кристалла, до облучения прозрачного в ультрафиолете. Появление полосы может быть вызвано либо кислородом, входящим в кристалл в результате термической обработки или одновременно с введением в кристалл примеси Na [8], либо анионными вакансиями, вводимыми в кристалл примесью кислорода и натрия.

По-видимому, наличие в кристалле дефектов, обуславливающих полосу с максимумом на 205—210 ммк, приводит к резкому увеличению эффективности образования радиацией центров окраски, ответственных за полосы с максимумом на 380 и 560 ммк. Интенсивность этих полос значительно больше интенсивности полос спектра Смакулы при изодоз-ном облучении, поэтому они и определяют вид спектра кристалла.

Авторы выражают благодарность JT. В. Загуменовой за помощь в проведении экспериментов.

ЛИТЕРАТУРА

1. F. Luty. Z. Physik. 134, 596, (1953).

2. F. К. Fon g, R. N. Yocom. J. Chem. Phys. 41, 1383, (1964).

3. J. H. Schulman, R. J. Ginther, R. D. Kirk. J. Chem. Phys., 20, 1966 (1952).

4. D. Mess л er, A. S m a k u 1 a. Phys Rev. 120, 1162 (1960).

5. W. Bontinck, Physica 24, 639 (1958).

6. K. Przibram. Z. Physik, 154, 111 (1959).

7. V. V. Ra triam. Phys. Stat. Sol. 16, 559 (1966).

8. W. J. Scouler, A. Smakula. Phys. Rev. 120, 1154 (1960).