CC BY
10
5. ШФОРМАЩЙШ ТЕХНОЛОГИ ГАЛУЗ!
МЕХАН1ЗМ ГЕНЕРАЦН ЦЕНТР1В ЗАБАРВЛЕННЯ В КРИСТАЛАХ
У моделi лiнiйного кристала дослiджено мехашзм генерацн центр1в забарвлення в кристалах ВаС12-РЬ за умови iснування в кристалах автолокалiзованих дiрок (УК-цен-трiв). Показано, що за даних умов у кристалах ВаСЬ-РЬ пiд дieю юшзуючо! радiадií ут-ворюються три типи комплементарних пар центр1в забарвлення: [(РЬ+)--(УК)+], [(РЬ+)--(Ука) ], [(РЬ )--(УК) -(УК) -(РЬ )-]. Дослiджено кшетнку 'íх утворення та граничнi кон-центрацi'í в кристалi, вклад кожно! iз зазначених пар у сумарне забарвлення кристала. Розраховано ймовiрностi утворення цен^в забарвлення та 'х радiацiйного висвiтлення, енергiю iонiзуючоí' радiацií', яка необхщна для створення кожно! з пар центрiв забар-влення.
Ключовi слова: кристали, радiацiя, центри забарвлення.
Вступ. Вiдомо [1-3], що радiацiйне забарвлення у кристалах галощних сполук двохвалентних металiв виникае внаслiдок локалiзацií вшьних носiíв заряду на точкових дефектах кристалiчноí гратки. У кристалах ВаС12-РЬ центрами захоплення вiльних носив заряду виступають iони активатора: (РЬ2+)0-юни. У попереднiй нашiй роботi [4] розглянуто структуру активаторних центрiв i меха-нiзм íх утворення у кристалах ВаС12-РЬ за вiдсутностi автолокалiзованих дiрок у кристалi, тобто за температури Т>145 К. Мета ще1 роботи - дослiдити специ-фжу генерацií центрiв забарвлення за наявносп в кристалi стабiльних УК-цен-трш (Т<145 К).
1. Механiзм i структура центрiв забарвлення у кристалах ВаС12-РЬ за наявностi стабiльних Ук-цен^в. Експериментально доведено, що автоло-калiзованi дiрки (УК-центри) у кристалах ВаС12 термiчно стабiльнi до температури Т»145 К. Якщо кристал ВаС12-РЬ опромiнювати iонiзуючою радiацiею при Т<145 К, то в гратщ кристала утворюються три типи комплементарних пар цен-
тра забарвлення: [(РЬ+)--(Ук)+], [(РЬ+)--(Ука)+], [(РЬ+)--(Ук)+-(Ук)+-(РЬ+)-]. Меха-
нiзм утворення та висвилення даних центров у моделi лiнiйного кристала мож-на описати у виглядi тако1 сукупностi ршнянь:
УДК 535.343.2
! Проф. З.П. Чорнш, д-р фЬ.-мат. наук;
проф. В.1. Вайданич, канд. фЬ.-мат. наук; ст. викл. 1.Б. Шрко, канд. фЬ.-мат. наук; асист М.В. Дячук; доц. В.М. Салапак, канд. фЬ.-мат. наук - НЛТУ Украти, м. Львiв
ВА^2-РВ ЗА ТЕМПЕРАТУРИ Т < 145 К
(1.1)
(1.1 а)
е- - те-). • ©• • -о-^о
(1.2) (1.2 а)
|-А[Ук]| = +Д[2Ук] = w1з; (1.3 а)
" +А[Ук ]=|-А[2Ук ]| = W14; " (1.4 а)
" |-А[Ук | = +А[2Укл ] = W15; _ (1.5 а)
" +А[Ук ]=|-А[2Укл | = W16; " (1.6 а)
+А[Укл]=|-А[РЪ2+ ]| = W17; (1.7 а)
" |-А[Укл ]| = +А [РЪ2+ ] = W18. (1.8 а) У р1вняннях (1.1)-(1.8) використано таи позначення: О - (РЬ2+)° юн,
який зашшуе юн Ва°+ у фатщ кристала; (3) - ( РЬ ¡он, що утворився впас.и-док локалiзащi електрона на домiшцi (РЪ2+ )0 + е- ® (РЪ+) (позначення в дужках
!|2+|! н+н нОн ■■ -и
означають зарядовнн стан юна та , позначення за рисунками та -зарядовий стан юна ввдносно гратки кристала; (+) - автолокал1зована /ирка: (Ук)+-центр; © О ~ Д1Рка, локал1зована бшя РЬ2+-юна: (УКА)+-центр; • • * -крапками позначенi iони основи кристала; [РЪ2+], [Ук], [Укл], [2Ук] - позначення концентрацií комплементарних пар дефектiв (центрiв забарвлення): (РЪ2)0-(РЪ2+)0, (РЪ+)--(Ук)+, (РЪ+)--(Укл)+, (РЪ+)--(Ук)+-(Ук)+-(РЪ+)-, юдаоюдао; +А[] i -А[] - зростання чи зменшення концентрацiй вiдповiдних пар; w11 - ймовiрнiсть утворення (РЪ+)--(Ук)+ - комплементарно* пари при розпада (е-, е+)-пари в фрагмента: (РЪ2+ - Ук) -перетворення (р1вняння (1.1) та (1.1 а)); w12 - ймовiрнiсть
висвiтлення (РЪ+)--(Ук)+-центр1в: Ук®РЪ2+-перетворення (рiвняння (1.2) та) 1.2 а)); w13 - ймовiрнiсть Ук®2Ук-перетворень (рiвняння (1.3) та (1.3 а)); w14 -ймовiрнiсть 2Ук®Ук-перетворень (р1вняння (1.4) та (1.4 а)); Wl5 - ймовiрнiсть Ук®УкА-перетворень (р1вняння (1.5) та (1.5 а)); w16 - ймовiрнiсть УкА®Ук-пе-ретворень (рiвняння (1.6) та (1.6 а)); w17 - ймовiрнiсть РЪ2+®Укл-перетворень ^вняння (1.7) та (1.7 а)); w18 - ймовiрнiсть Укл®РЪ2+-перетворень (рiвняння (1.8) та (1.8 а)).
Величини ймовiрностей ^ц-^18, розрахованi в моделi одновимiрного кристала, наведено в табл. 1.
Табл. 1. Ймовiрностiутворення центрiв забарвлення та 1х радiацiйне висвiтлення
С, мол. %
^11
^12
^13
^14
^15
^16
^17
^18
0,200
0,1905
0,1317
0,0501
0,8000
0,0841
0,1190
0,1270
0,2738
0,025
0,1725
0,1364
0,0692
0,2813
0,0466
0,2571
0,0314
0,3571
С - концентрация (мол. % РЪС12) у кристалл Змют ймовiрностей вщповщае
ршнянням (1.1 )-(1.8).
2. Кшетика радiацiйних процесiв та к висвiтлення. Ршняння (1.1)-(1.8) описують механiзм генерацií комплементарних пар цен^в забарвлення та 1х радiацiйного стимульованого висвiтлення. Данi рiвняння справедливi неза-лежно вiд дози радiацií, яку поглинув кристал. Вiдносно ршнянь (1.1 а)-(1.8 а), то вони справедлив лише у тому випадку, коли концентращя дефектiв в лiвiй частиш ршнянь (1.1-1.8) становить 100 % ввд загально!' кiлькостi дефектов в кристал^ тобто С= 1. Ршнкть С= 1 виконуеться в кристалi лише до його опромь нення. У цьому випадку за ввдсутноста центрiв забарвлення у фатщ кристала наявнi виключно лише юни свинцю. Отже, до опромiнення кристала радаащею:
[РЪ2+ ](0) °[(РЪ2+)°-(РЪ2+)°"
= 1.
(0)
У процес опромiнення внаслвдок локалiзацií носiíв заряду концентрацiя [РЪ2+]0-юшв зменшуеться, вiдповiдно концентрацiя центр1в забарвлення зрос-тае. Розрахунок шнетики наростання центрiв забарвлення проводять таким чином. Сумарна доза опромшення, яка поглинута кристалом, розбиваеться на п-iзодоз. Величина iзодози вибираеться такою, щоб вона генерувала в кожному фрагмента юнного ланцюга одну (е-, е+)-пару, тобто щоб на кожний фрагмент юнного ланцюга припадала енергк радiацií Е=1,5Её, де Её - ширина забороне-но1 зони. Зокрема шсля поглинання кристала 1 дози радiацií (п=1) в ньому гене-руються А[Ук](1) та А[Укл](1) - центри забарвлення:
А[Ук]а) = [РЪ](0) • Wll = 1 • Wll = [Ук]а) ? (2)
А[УкЛ](1) = [РЪ](0) • Wl7 = 1 • Wl7 = [Укл]а). (3)
Таким чином, шсля поглинання кристалом 1-шо1 дози опромшення в ньому утворились центри забарвлення, концентращя яких дорiвнюе [Ук ] та
[Укл](1) (рiвняння (2), (3)). Вiдповiдно, внаслiдок виникнення у гратш кристала
цен^в забарвлення концентрацiя PЪ2+-iонiв зменшуеться i пiсля першого опромшення становить величину:
[РЪ2+ ](1)= [РЪ2+ ](0) -[Ук ](1)-[Укл](1). (4)
З врахуванням рiвняння (4) вихвд реакцiй (1.1) та (1.7) шсля повторного опромшення кристала (поглинання кристала iзодози 2) становить величину:
А[ Ук ](2) = [РЪ2+ ]0) • Wll. (5)
Д[УКА](2) = [РЬ2+ ](1) * ^ (6)
Сумарна концентращя утворених центров забарвлення в даному випадку становить величину:
](2) = [УК ](1) + А[Ус ](2), (7)
[УкА](2) = [УкА](2) + А[УкА](2) ' (8)
а концентращя РЬ2+-юшв в забарвленому кристалл
[РЬ1+ ](2) = [РЬ2+1(2) -[УК](2) -[УКА](2)- (9)
Р1вняння (2)-(9) шюструють спос1б розрахунтв, в основу якого покладе-но метод послщовних наближень. Будь-яку дозу поглинуто!' кристалом рад1ацп можна представити як суму п-1зодоз рад1ацц, кожна з яких генеруе в кристал1 центри забарвлення. 1х концентрацда розраховують так:
+А[Ук ](П) = [РЬ2+ ] (п-1)^1 = -А [РЬ2+ ](п); (1.1,б)
-А[Ук ](П) = [Ук ] (п-1)'^12 = +А [РЬ2+ ](п); о.2,6)
|-А[Ук У =[Ук ] (п-1)^1э = А[2Ук ](п); (1.3,б)
А[ Ук ](п) = [2Ук ] (п-1)'^14 = |-А[2Ук ](п); (1.4,б)
|-А[Ук ]<п^| =[Ук ] (п-1)^15 = А[Ука ](п); (1.5,б)
А[Ук](п) = [Ука](п-1)^16 = |-А[Ука](п) ; (1.6,б)
А[Ук ] • (п) = [РЬ2+ ] • (п -1) • Wl7 = |-А[РЬ| -(п); (1.7,б)
|-А[Ука] -(п) = [Ука] -(п-1) ^в = А[РЬ2+ ] -(п). (1.8,б)
У р1вняннях (1.1 ,б)-(1.8,б) використано таю позначення: А[Ук](п), А[2Ук ](п), А[ УкА ] - ввдносна (до загального числа структурних дефекпв) концентращя створених п-ною дозою опромшення в1дпов1дних центр1в забарвлення; -А[Ук ](п), -А[2Ук ](п), -А[УкА ](п) - ввдносна концентращя центр1в забарвлення висв1тлених п-ною дозою рад1ацп.
Рад1ащйне утворення центр1в забарвлення в кристалах ВаС12-РЬ е наслвд-ком локал1занд носш заряду на юнах свинцю. Тому в процес опромшення кон-центрацц [РЬ2+]- юшв зменшуеться, а в1дпов1дно концентращя центр1в забарвлення у кристал1 зростае. При цьому сумарна концентращя [РЬ2+]-юшв 1 цен-тр1в забарвлення залишаеться незмшною:
[РЬ2+](п) + [Ук](п) + [2Ук](п) + [УкА](п) , 00)
де: п=0, 1, 2,... N - число 1зодоз (е-, е+)-пар на фрагмент юнного ланцюга.
5. 1нформашйш технологй галуз1 327
Концентрацií центрiв забарвлення, якi мiстить кристал шсля n-iзодоз оп-ромшення, визначають такими рiвняннями:
N 1.6
[уК](п) = II А[уК] ,
п=1 1=1. 1 (п)(1,1)
(11)
де / - число способов виникнення Кк-цен^в та íх знебарвлення (рiвняння (1.1)-(1.6).
N 1.4
[2^](п) = Ц А[2Ук],
п=11=1.3
(12)
N 1.8
[2Укл](п) = II А[Укл] . (13)
п=11=1.5
3. Розрахунок кшетичних кривих наростання центрiв забарвлення та 1х висвiчування. В основу розрахунтв покладенi рiвняння (1.1,б)-(1.8,б). Результати розрахунк1в наведено в табл. 2-4 i представлено на рис. 1.
Табл. 2. Величина вкладу процеав, що описуються рiвняннями (1.1)-(1.6) в утво-
ренш V K-центрiв
п +А[ук ]1 -А[ук ]2 А[ук ]э А[ УК ]4 А[ук ]5 А[ук ]6 А[ук ]1
1 0,1905 - - - - - 0,1905
2 0,1300 -0,0251 -0,0095 - -0,0160 0,0151 0,0945
3 0,1001 -0,0375 -0,0143 0,0076 -0,0240 0,0214 0,0533
4 0,0849 -0,0446 -0,0169 0,0130 -0,0285 0,0238 0,0317
5 0,0768 -0,0487 -0,0183 0,0161 -0,0311 0,0246 0,0192
6 0,0725 -0,0513 -0,0195 0,0180 -0,0327 0,0247 0,0117
7 0,0699 -0,0528 -0,0201 0,0192 -0,0337 0,0247 0,0072
8 0,0688 -0,0537 -0,0204 0,0199 -0,0343 0,0245 0,0048
9 0,0679 -0,0544 -0,0207 0,0203 -0,0347 0,0244 0,0028
концентрацш [Ук]-центр1в, нормована на одиницю; А[Ук]1 - концентрация уК-центр1в, що утворилися в кристал1 при опромшенш п-ою дозою рад1ацп (вклад реакцп
6
1.1 в забарвлення кристала), А[Ук]2 - вклад реакцп 1.2 1 т.д. АУК(п) = IА[Ук]. - су-
1=1 '
марний вклад реакцш (1.1)-(1.6) в забарвлення. С=0,2 мол. % РЬС12.
Табл. 3. Величина вкладу процеав, що описуються рiвняннями (1.1)-(1.6)
в утворенш [VKA/-центрiв
п А[Укл ]1 А[Укл ]2 А[Укл ]3 А[укл ]4 А[уКЛ ](п)
1 0,1270 0,1270
2 0,0867 -0,0348 0,0160 -0,0151 0,0528
3 0,0668 -0,0492 0,0240 -0,0214 0,0202
4 0,0568 -0,0548 0,0285 -0,0238 0,0067
5 0,0512 -0,0566 0,0311 -0,0246 0,0011
6 0,0483 -0,0569 0,0327 -0,0247 -0,0006
7 0,0466 -0,0567 0,0337 -0,0247 -0,0011
8 0,0458 -0,0564 0,0343 -0,0245 -0,0008
9 0,0453 -0,0562 0,0347 -0,0244 -0,0006
А[Ука]г А[Ука]2, А[Ука]3, А[Ука]4 вiдображають вклад в забарвлення крис-тала реакцiй (1.7), (1.8), (1.5), (1.6) ввдповвдно.
Табл. 4. Величина вкладу процеав, що описуються рiвняннями (1.1)-(1.6) в утво-_рент [2VK]-центрiв_
п А[ 2ук ]1 А[ 2ук ]2 А[ 2УК ](п)
2 0,0095 - 0,0095
3 0,0143 -0,0076 0,0067
4 0,0169 -0,0130 0,0039
5 0,0185 -0,0161 0,0024
6 0,0195 -0,0180 0,0015
7 0,0201 -0,0192 0,0009
8 0,0204 -0,0199 0,0005
9 0,0207 -0,0203 0,0004
А[2Ук]1 i А[2Ук]2 - вклад реакцш (1.3) та (1.4) у мехашзм генерацiй
[2Ук]-центрiв.
0,20
Рис. 1. Залежшсть ефективностi генераци центрiв забарвлення вiд дози опром1-нення: 1 - концентрация [(РЬ+)--(Ук)+]; 2 - [(РЬ+)--(¥кл)+]; 3 - [(РЬ+)--(Ук)+-(Ук)+-(РЬ+)-]-центр1в. Кристал ВаС12-0,2 мол. % РЬС12. Е - доза опромшення; Е=1,5Её - ¡зодозарадг-аци; Её - ширина забороненог зони кристала; п = 1, 2,..., N.
4. Кшетика нагромадження центрiв забарвлення. З даних, наведених на рис. 1, випливае, що ефектившсть генераци цен^в забарвлення в кристалах ВаС12-РЬ iз збшьшенням дози опромшення спадае. Це означае, що число цен-трiв забарвлення (нормоване на одиницю), яю генеруе в кристаи п-на доза радь ац11, iз збшьшенням числа зменшуеться (див. напр. значення А[Ук]1 табл. 2, А[Ука]1 табл. 3). З iншого боку, в мiру збiльшення дози опромшення концентра-ц1я центрiв забарвлення зростае, вщповщно збiльшуеться висвiтлювальна дiя радiацií (див. напр. значення А[Ук]2, А[Ук]3, А[Ук]5 з табл. 2). За певних доз оп-ромiнення настае динамiчна рiвновага, коли число цен^в забарвлення, яке генеруе в кристаи радiацiя, стае спiврозмiрним з числом цен^в забарвлення, якi висвгглюе радiацiя - забарвлення кристала досягае свого насичення.
Кривi накопичення центрiв забарвлення розраховувались за формулами (10)-(12). Результати розрахункiв наведено в табл. 5, 6 та прошюстровано на рис. 2 i 3.
Табл. 5. Шнетика наростання центрiв забарвлення в кристалах ВаС12-0,2 мол. % _РЬС12_
п [РЪ2+ ] [ук ] [ Укл ] [ 2ук ]
0 1,0000 - - -
1 0,6825 0,1905 0,1270 -
2 0,5257 0,2850 0,1798 0,0095
3 0,4455 0,3383 0,2000 0,0162
4 0,4032 0,3700 0,2067 0,0201
5 0,3805 0,3892 0,2078 0,0225
6 0,3679 0,4009 0,2072 0,0240
7 0,3609 0,4081 0,2061 0,0249
8 0,3564 0,4129 0,2053 0,0254
9 0,3538 0,4157 0,2047 0,0258
Табл. 6. Шнетика нагромадження центрiв забарвлення в кристалах ВаС12-_0,025 мол. % РЬС12_
п [РЪ2+] [ Ук ] [ Укл ] [ 2ук ]
0 1
1 0,7961 0,1725 0,0314
2 0,6524 0,2825 0,0532 0,0119
3 0,5500 0,3540 0,0679 0,0281
4 0,4763 0,4015 0,0775 0,0447
5 0,4230 0,4336 0,0835 0,0599
6 0,3839 0,4558 0,0872 0,0731
7 0,3553 0,4713 0,0894 0,0840
8 0,3335 0,4823 0,0912 0,0930
9 0,3180 0,4902 0,0916 0,1002
10 0,3063 0,4961 0,0917 0,1059
11 0,2974 0,5006 0,0917 0,1103
12 0,2909 0,5036 0,0916 0,1139
о1-■-г V V ? V ? ? —Я
0 2 4 6 8 Е=пДЕ
Рис. 2. Шнетика радшцшного руйнування [PЬ2+]-центрiв i нагромадження центрiв забарвлення в кристалах ВаС1Г0,2 мол. % РЬС2 1 - [РЬ2+]; 2 -Ук]; 3 - [У^]; 4 - [2УК]
3 - [Vka]; 4 - [2Vk]
5. Результати дослщжень
5.1. Граничш концентрацй" центр1в забарвлення. Практична задача радiацшноí фiзики - це цiльовий пошук радiацiйно надстiйких i надчутливих матерiалiв. Основними об'ектами дослiджень е лужно-гало'дш кристали. Серед класу лужно-гало'1дних кристаив виявлено радiацiйно стiйкi матерiали (NaJ, CsJ), якi знайшли широке застосування в сцинтиляцiйнiй технiцi, i радiацiйно чутливi матерiали, зокрема кристали KCl, для яких концентрацiя центрiв забарвлення може досягати величини n=1018 1/см3.
Результати розрахункiв ще! роботи (табл. 5, 6) дають змогу обчислити граничнi концентрацп центрiв забарвлення в кристалах BaCl2-Pb. Результати розрахунюв наведено в табл. 7.
Табл. 7. Концентращя цеHmpie заба рвлення в кристалах BaCl2-Pb
С, мол. % [ Vk ] [Vka ] [ 2Vk ]
0,025 6,31017 1,11017 1,41017
0,200 4,21018 2,0-1018 2,61017
1з результатiв, наведених в табл. 7, випливае, що в кристалах BaCl2-Pb,
опромiнених за низьких температур, основними центрами забарвлення е [(Pb+)--
(V^+j-комплементарш пари. Вклад активаторних центрiв забарвлення [(Pb+)--(VKA)+]-пар е iстотним лише у високолегованих кристалах i спадае iз зменшен-ням вмiсту активатора. Парт центри забарвлення [(Pb+)--(VK)+- (VK)+- (Pb+)-] ут-ворюються в кристалах з малим вмiстом активатора, в цьому випадку 'х кон-центрац1я перевищуе концентрацiю активаторних центрiв забарвлення.
Високолеговаш кристали BaCl2-Pb за низьких температур е радiацiйно надчутливими матерiалами. Гранична концентрац1я центрiв забарвлення в них на порядок вища порiвняно з кристалами KCl, якi е еталонними об'ектами радь ацiйноí фiзики.
5.2. Енерг1я, що витрачаеться на утворення в кристалах одше!" пари центр1в забарвлення. У лiнiйнiй моделi iонного кристала розраховано величину енергп радiацií, яку необхiдно затратити, щоб створити пару центрiв забарвлення:
т, 1,5Вв
Б: =-^
Е2 =
Бз = »
(14)
Wll W17 W13
де: Еь Е2, Е3 - енергк, яка витрачаеться для створення Ук, УКА, 2УКА-центр1в, ввдповвдно; Ег - ширина заборонено!' зони кристала; ^17, ^13 - значення 1мо-вiрностей (табл. 1). Розрахованi значення величин Е наведено в табл. 8.
Табл. 8. Енергiя (Е1, Е2, Е3) радiацii, яка витрачаеться для створення пари цен-
С, мол. % Е (еВ) Е (еВ) Е3 (еВ)
0,025 52,2 287 130
0,200 47,2 70,8 180
1з наведених в табл. 8 даних варто зазначити високу ефективнкть утво-рення Ук-цен^в у кристалах ВаС12-РЬ: при релаксацií кожно!' п'ято!' (е-, е+)-па-ри в середньому генеруеться в гратщ кристала одна [(РЬ+)"-(Ук)+]-комплементарна пара. Друга ктотна особливкть генерацп Ук-центр1в полягае в тому, що енерпя утворення [(РЬ+)"-(Ук)+]-пари практично не залежить вiд концентрацц активатора.
5.3. Термiчне знебарвлення кристалiв БаС12-РЪ. За низьких температур iонiзуюча радiацiя генеруе в кристалах ВаС12-РЬ центри забарвлення, якi термiчно стабiльнi до температур Т»140 К. За вищих температур наявна термо-дисоцiацiя даркових центрiв i кристал знебарвлюеться. Враховуючи структуру дiркових центрiв, термiчне знебарвлення ввдбуваеться в два етапи.
Перший етап зумовлений термодисощащею Ук-центрiв (Т=145 К). За цiеí температури дiрки стають мобiльними i рекомбiнують на (РЬ+Г-юнах, що зумовлюе термiчне знебарвлення Ук-смуги поглинання:
де: О ~ (РЬ2+)°-юн; 0 - (РЬ^'-юн; (+) - автолокал1зована дарка, е+- мобшьна дiрка. Ршняння (15) описуе термiчне знебарвлення Ук-центрiв та 2Ук-центр1в (парних).
Пкля прогршу забарвленого кристала до температур Т>145К забарвле-ний кристал мктить лише УКА-центри. Другий етап термiчного знебарвлення обумовлений термодисоцiацiею УKA-центрiв:
Де 0© - '/. гиептр.
У моделi лiнiйного кристала розраховано вклад Ук, УКА-центр1в в сумар-не поглинання кристалiв. Результати розрахунюв наведено в табл. 9.
Як видно з табл. 9, оптична густина в максимум УКА-смуги поглинання становить 11 % i 30 % вiд сумарного поглинання дiркових центрiв у кристалах з С=0,025 мол. % та 0,2 мол. % РЬС12 вiдповiдно. Одержат величини свiдчать про те, що основними центрами забарвлення (за Т<140 К) е автолокалiзованi дiрки.
Табл. 9. Р(Шащйш параметри Kpucmmie BaCl2-Pb
С, мол. %
D
(VK+VKA)
D
(VKA)
(VK)
(VKA)
[Vka ]
[Vka ]2
0,025
1,000
0,1139
1,000
0,1252
1Л-101
1,55-Ю1
Т8"
1,4
0,200
1,000
0,3046
1,000
0,4378
2,0-10'
3,010
1,5
2
D (vK+VKA) - сумарна оптична густина (нормована на одиницю) в склащ поглине-них VK i V^-центрш (T<140 K); D (VKA) - оптична густина в максимумi V^-смуги (145 K < T < 180 K); I (VK) та I (VKA) - iнтенсивнiсть (нормована на одиницю) максимумiв термiчного висвiчування, зумовлених термодисоцiацieю VK i V^-центрш.
5.4. Термостимульована лоюмiнесценцiя (ТСЛ). TepMi4He знебарвлен-ня кристалiв ^вняння 14-16) супроводжуеться рекомбiнацiйним CBi4eHHHM. Пiд час нагревания забарвлених кристалiв BaCl2-Pb виникають два максимуми TepMi4Horo висвiчування за 145 К та 180 К, як генетично пов'язанi з термодисо-цiацiею VK i VKA-центрiв вдаоввдно.
У табл. 9 наведено (нормоваш на одиницю) iнтенсивностi обох максиму-мiв. 1з даних табл. 9 випливае, що в кристалах BaCl2-Pb домiнуе максимум ТСЛ за 145 К (I (VK)). Вклад (I ^^^-цен^в у запасену свiтлосуму зменшуеться i3 зменшенням вмiсту активатора в кристалл
Лiтература
1. Chornij Z.P. Relaxation properties of defect comlexes in SrCl2-Tl+ crystals / Z.P. Chornij, S.I. Kachan, I.B. Pirko and other. // Functional materials. - 2004. - Vol. 11. - Pp. 696-701.
2. Чорнш З.П. FD-цeнтpи в кристалах флюоритш, легованих лужними металами / З.П. Чорнш, 1.Б. Пipко, В.М. Салапак, М.Р. Панасюк // Журнал фiзичних дослiджeнь : зб. наук.-техн. праць. - 2012. - Т. 16, № 1. - С. 1602-1-1602-8.
3. Чорнш З.П. Центри забарвлення в кристалах CaF2-Na i CaF2-Li. I. Результати експери-ментальних дослiджeнь / З.П. Чорнш, 1.Б. Пipко, В.М. Салапак, М.В. Дячук // Фiзика i хшш твердого тша : зб. наук.-техн. праць. - 2012. - Т. 13, № 4. - С. 879-882.
4. Чорнш З.П. Активаторы центри забарвлення в кристалах BaCl2-Pb / З.П. Чорнш, 1.Б. Шрко, В.М. Салапак, М.В. Дячук, М.С. Кобринович // Науковий вгсник НЛТУ Украши : зб. наук.-техн. праць. - Львш : РВВ НЛТУ Украши. - 2014. - Вип. 24.3. - С. 321-327.
Чорний З.П., Вайданич В.И., Пирко И.Б., Дячук Н.В., Салапак В.М. Механизм генерации центров окраски в кристаллах BaCl2-Pb при температуре T <145 К
В модели линейного кристалла исследован механизм генерации центров окраски в кристаллах BaCl2-Pb при условии существования в кристаллах автолокализованных дыр ^к-центров). Показано, что при данных условиях в кристаллах BaCl2-Pb под действием ионизирующей радиации образуются три типа комплементарных пар центров окраски: [(Pb+)-(VK)+], [(Pb+)-(VKA)+], [(Pb+)-(VK)+-(VK)+-(Pb+)-]. Исследована кинетика их образования и предельные концентрации в кристалле, вклад каждой из указанных пар в суммарную окраску кристалла. Рассчитаны вероятности образования центров окраски, а также их радиационного высвечивания, энергию ионизирующей радиации, которая необходима для создания каждой из пар центров окраски.
Ключевые слова: кристаллы, радиация, центры окраски.
Chornij Z.P., Vajdanitch V.I., Pirko I.B., Djachuk N. V., Salapak V.M. The Mechanism of the Generation of Colour Center Crystals BaCl2-Pb at Temperatures T <145 K
In the linear model of the crystal the mechanism of generation of colour centers in crystals BaCl2-Pb is investigated on the condition of existing crystals of self-trapped holes
(VK-centers). Under these conditions, crystals BaCl2-Pb under the influence of ionizing radiation are shown to produce three types of complementary pairs of colour centers: [(Pb+)-(VK)+], [(Pb+)-(VKA)+], [(Pb+)-(VK)+-(VK)+-(Pb+)-]. The kinetics of formation and limit the concentration in the crystal, the contribution of each of these pairs in total colour crystal are researched. The probability of the colour centers formation and radiation illumination, energy ionizing radiation, which is required to create each pair of color centers, are calculated.
Key words: crystals, radiation, colour centers, linear model, kinetics.
УДК 004.056:504 Доц. Г. В. Микитин, д-р техн. наук -
НУ "Львiвська полтехшка"
1НФОРМАЦ1ЙН1 ТЕХНОЛОГИ У ГАЛУЗ1 БЕЗПЕКИ ТЕХНОГЕННИХ
I природних ОБ'ектш
Проведено конструктивний аналiз метсдав вщбору даних для забезпечення безпе-ки техногенних i природних об'екйв та засад безпеки автоматизованих систем. Розкри-то змiст концепцп побудови iнформадiйних технологш (1Т) вiдбору даних як стратепч-ний механiзм забезпечення безпеки системи "об'ект - 1Т" згiдно з методолопчним, сис-темним, комплексним шдходами, моделями у контекстi виршення проблемних задач. Запропоновано систему "вода - техногенний об'ект ^ вода - людина: екологiя", як складову структури забезпечення якостi питно! води за техногенного впливу з метою прийняття управлiнського рiшення на встановлення рiвноважного стану структури "промислова iнфраструктура - природш екосистеми - соцiум - еколопчна безпека".
Ключовi слова: техногенний i природний об'ект, шформацшна технологiя, вiдбiр даних, безпека, концепщя, система "об'ект - 1Т", шдхщ, вода, людина, екологiя.
Вступ. Зпдно з основними роздшами Национально'' парадигми сталого розвитку Украши актуальною залишаеться проблема створення й ефективного застосування 1Т вiдбору даних у галузi безпеки техногенних i природних об'екттв [1]. Технологiчнi системи промислово!' шфраструктури та екосистеми навко-лишнього середовища е двома базовими сегментами, ят характеризують цивш-защю i стан природи одночасно, бо взаемодають, взаемозв'язаш i останнiм часом привертають увагу щодо комплексного вирiшення проблеми 'х безпечного фун-кцдонування /природовикористання у рамках системи управлшня технiчними i природними ризиками. Ця проблема може бути ефективно вирiшена засобами 1Т вiдбору i оброблення даних з метою ощнювання технiчного/ екологiчного стану об'ектав та прийняття рiшення на управлшня проблемними ситуац1ями.
З метою попередження та уникнення техногенних i природних ризик1в на об'ектах експлуатацп i природокористування ефективно використовують контроль i технiчне дiагностування конструкцiй, обладнання та екологiчний мо-нiторинг стану природних систем. У контекста взаемозв'язку та взаемодл техногенних систем з природними актуальною е безпека використання питно'' води за техногенного впливу, що ввдображае екологiчну безпеку загалом - для соцiуму i планети.
Оскiльки 1Т вiдбору i оброблення даних е основним iнструментарiем розв'язання прикладних задач у галузi техногенно-природно'' безпеки об'ектiв: контролю (техшчного дiагностування) матерiалiв i конструкций, обладнання та енергоактивних агрегатiв; екологiчного мошторингу природних екосистем, то з метою точного вщбору i оброблення шформацп автоматизованi системи повин-
