Фракто- и фотолюминесценция кварца при разрушении
Веттегрень В.И.1, Кадомцев А.Г.1, Щербаков И.П.1, Мамалимов Р.И.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: Victor.Vettegren@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 25 марта 2021 г.
В окончательной редакции: 30 марта 2021 г.
Принята к печати: 30 марта 2021 г.
Выставление онлайн: 13 мая 2021 г.
Получены спектры фрактолюминесценции во время разрушения поверхности кварца методами "микрорезания" кристаллами алмаза и удара по его поверхности стальным бойком, а также спектры фотолюминесценции после разрушения. В спектрах фрактолюминесценции наблюдается полоса 2.12 eV, которая приписана возбужденным радикалам =Si-Oo, образующимся при разрывах связей Si-O-Si. Фрактолюминесценция представляла собой набор сигналов длительностью ~50 ns, интенсивность которых изменялась на порядок. Интервал времени между сигналами изменялся от ~0.1 до нескольких μs. Сигналы, возникающие при ударе, содержали пять, а при микрорезании - четыре наложенных друг на друга максимума. Предполагается, что сигналы фрактолюминесценции возникают при прорыве барьеров, препятствующих движению дислокаций по плоскостям скольжения, и образовании самых мелких - "первичных" трещин. Определены константы скорости роста таких трещин и затухания фрактолюминесценции после их остановки. Средние размеры площади берегов первичных трещин после удара ~5 nm2, а после микрорезания ~25 nm2. В спектрах фотолюминесценции после разрушения наблюдается полоса 2.4 eV, которая приписана радикалам =Si-O на поверхности трещин после их остановки. Ключевые слова: фрактолюминесценция, фотолюминесценция, кварц, нанотрещины, разрушение.
- П.Г. Черемской, В.В. Слезов, В.И. Бетехтин. Поры в твердом теле. Энергоатомиздат, М. (1990). 376 с
- В.И. Бетехтин, А.Г. Кадомцев. ФТТ 47, 5, 801 (2005)
- В.Р. Регель, А.И. Слуцкер, Э.Е. Томашевский. Кинетическая природа прочности твердых тел. Наука, М. (1974). 560 с
- В.А. Петров, А.Я. Башкарев, В.И. Веттегрень. Физические основы прогнозирования долговечности конструкционных материалов. Политехника, СПб. (1993). 475 c
- A.H. Cottrell. Theory of Crystal Dislocations. Gordon and Breach, N.Y. (1964). 91 p
- G. Gottstein. Physical Foundations of Materials Science. Springer, Berlin (2004). 502 p
- А.Н. Орлов. Введение в теорию дефектов в кристаллах. Высш. шк., М. (1983). 144 с
- В.И. Владимиров. Физическая природа разрушения металлов. Металлургия, М. (1984). 280 с
- A.V. Shuldiner, V.A. Zakrevskii. Radiat. Prot. Dosim. 65, 1--4, 113 (1996)
- В.И. Веттегрень, А.В. Пономарев, Р.И. Мамалимов, И.П. Щербаков. Физика Земли 6, 106 (2020). DOI: 10.31857/S0002333720060125
- Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Теоретическая физика. Наука, М. (1976). Т. 5. Ч. 1. 584 с
- M.A. Stevens Kalceff, M.R. Phillips. Phys. Rev. B 52, 5, 3122 (1995)
- J. Gotze. Microsc. Microanal. 18, 1270 (2012). doi: 10.1017/S1431927612001122
- L. Trepied, J.C. Doukhan. J. Phys. Lett. Edp Sci. 43, 3, 77 (1982)
- N.J. Turro, V. Ramamwrite, J.C. Scaiano. Modern Molecular Photochemistry. University Sci. Press, Columbia University (2010). 1085 p
- R.D. Baeta, K.G.H. Ashbee. Phil. Mag. 22, 601 (1970)
- М.Я. Кац, И.М. Симанович. Кварц кристаллических горных пород (минералогические особенности и плотностные свойства). Тр. Геологического института. Вып. 259. Наука, М. (1974). 228 с
- C.S. Barrett, T.B. Massalski. Structure of Metals, Third Edition: Crystallographic Methods, Principles and Data (International Series on Materials Science and Technology). Pergamon, Oxford, N.Y. (1980). 654 p
- L. Levien, C.T. Prewitt, D.J. Weidner. Am. Mineral. 65, 920 (1980)
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.