Издателям
Вышедшие номера
Электронные возбуждения и дефекты в наноструктурном Al2O3
Горбунов С.В.1, Зацепин А.Ф.1, Пустоваров В.А.1, Чолах С.О.1, Яковлев В.Ю.2
1Уральский государственный технический университет, Екатеринбург, Россия
2Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Томск, Россия
Email: zats@dpt.ustu.ru
Поступила в редакцию: 15 июня 2004 г.
Выставление онлайн: 19 марта 2005 г.

Представлены результаты по изучению катодо- и фотолюминесценции с временным разрешением наноструктурных модификаций Al2O3 (порошков и керамики) при возбуждении сильноточными электронными пучками, а также импульсами синхротронного излучения. Обнаружено, что нанопорошки Al2O3 до и после облучения ионами Fe+ характеризуются одинаковым фазовым составом (соотношение gamma-фаза/delta-фаза = 1), средним размером зерна ~17 nm и практически одинаковым набором широких полос катодолюминесценции с максимумами при 2.4, 3.2 и 3.8 eV. Установлено, что нанопорошки Al2O3 обладают быстрой фотолюминесценцией (ФЛ) (полоса при 3.2 eV), кинетика затухания которой описывается двумя экспоненциальными стадиями (tau1=0.5 ns и tau2=5.5 ns). В спектре возбуждения быстрой ФЛ выделены три полосы: 5.24, 6.13 и 7.44 eV. Рассмотрены две альтернативные модели центров, в соответствии с которыми люминесценция 3.2 eV возникает при излучательной релаксации P--центров (анионно-катионных вакансионных пар) или обусловлена формированием поверхностных аналогов F+-центра (центры типа FS+). Помимо быстрого свечения в нано-Al2O3 обнаружена медленная люминесценция в виде широкой полосы с максимумом при 3.5 eV. Спектр возбуждения люминесценции 3.5 eV при T=13 K характеризуется двумя полосами дублетной структуры с максимумами при 7.8 и 8.3 eV. На основе анализа спектрально-люминесцентных свойств наноструктурного и монокристаллического Al2O3 сделано предположение, что медленное свечение нанопорошков при 3.5 eV обусловлено излучательной аннигиляцией экситонов, локализованных около структурных дефектов. Работа поддержана CRDF REC-005 (грант N EK-005-X1), INTAS (проект 01-0458), и Российским фондом фундаментальных исследований (проект 02-02-16322).
  • I.V. Beketov, Yu.A. Kotov, A.M. Murzakaev, O.V. Samatov, V.P. Volkov, R. Bohme, G. Schumacher. Materials Science Forum / Ed. R. Schulz. Transpublication, Switzerland (1995). Vol. 225--227. P. 913
  • C.-K. Rhee, W.W. Kim, G.H. Lee. V.V. Ivanov, S.V. Zajats, A.I. Medvedev. J. of Metastable and Nanocrystalline Materials 15--16, 401 (2003)
  • G. Zimmerer. Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. A 308, 178 (1991).
  • M.J. Springis, J.A. Valbis. Phys. Stat. Sol. (b) 123, 335 (1984)
  • A.V. Puyats, M.J. Springis, J.A. Valbis. Phys. Stat. Sol. (a) 62, 85 (1980)
  • А.А. Чудинов, А.Ф. Зацепин, Д.Ю. Бирюков, В.С. Кортов. Вестн. УГТУ--УПИ 5, 50 (2004)
  • B.D. Evans, M. Stapelbroek. Phys. Rev. B 18, 7089 (1978)
  • A.F. Zatsepin, V.S. Kortov, D.Yu. Birykov. Rad. Eff. Def. in Sol. 157, 595 (2002)
  • A.I. Surdo, V.S. Kortov, V.A. Pustovarov. Proc. of 12th Inter. Conf. on Radiation Phys. and Chem. of Inorg. Materials. Tomsk, Russia (2003). P. 456
  • Д.А. Зацепин, В.М. Черкашенко, Э.З. Курмаев, С.Н. Шамин, В.В. Федоренко, Н.А. Скориков, С.В. Пластинин, Н.В. Гаврилов, А.И. Медведев, С.О. Чолах. ФТТ 46, 11, 2064 (2004).
  • Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

    Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.