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).
  1. 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
  2. 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)
  3. G. Zimmerer. Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. A 308, 178 (1991).
  4. M.J. Springis, J.A. Valbis. Phys. Stat. Sol. (b) 123, 335 (1984)
  5. A.V. Puyats, M.J. Springis, J.A. Valbis. Phys. Stat. Sol. (a) 62, 85 (1980)
  6. А.А. Чудинов, А.Ф. Зацепин, Д.Ю. Бирюков, В.С. Кортов. Вестн. УГТУ--УПИ 5, 50 (2004)
  7. B.D. Evans, M. Stapelbroek. Phys. Rev. B 18, 7089 (1978)
  8. A.F. Zatsepin, V.S. Kortov, D.Yu. Birykov. Rad. Eff. Def. in Sol. 157, 595 (2002)
  9. 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
  10. 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.