氟化钠晶体电注入着色及色心产生与转化机理

论文题目: 氟化钠晶体电注入着色及色心产生与转化机理

论文类型: 硕士论文

论文专业: 材料物理与化学

作者: 韩莉

导师: 顾洪恩

关键词: 电注入着色,晶体,色心,光谱参数,形成机理

文献来源: 天津大学

发表年度: 2005

论文摘要: 利用电注入着色技术,首次成功地对空气中生长NaF晶体进行电注入着色,在着色晶体中产生大量色心。对着色晶体进行系统光谱观测和分析,提出色心产生和转化机理;借助测得的电流～时间曲线和算得的V色心漂移的激活能,对色心产生过程和机理提出更进一步解释。为色心晶体的进一步研究和应用奠定基础。为进行比较,对NaF晶体进行伽马射线辐照着色,并解释色心产生和转化。经点阴极电注入,在空气中生长NaF晶体中产生大量O2-、F、M、N1和N2等色心,并对着色晶体部分吸收光谱进行光谱分解,精确确定各种色心光谱参数。因在空气中生长NaF晶体中含有大量O2-和O2--Va+等负离子杂质,用传统电注入技术无法使之着色。在本工作中,电注入的成功主要得益于所用的独特阳极阵列,使得V色心能首先被产生,之后经光照将V色心转化成F色心,再经F色心聚集产生M、N1和N2等色心。经在多种温度和电压下电注入,摸索出空气中生长NaF晶体电注入优化条件约在温度743 K、电压1500 V和通电时间4.0 h。根据测量数据,计算出空气中生长NaF晶体中V色心漂移激活能为0.91 eV,并提出V色心的漂移是通过其中卤原子与邻近填隙卤离子交换电子来实现的。测量出电注入过程中电流～时间曲线,指出电流主要成分由卤离子与阳极阵列交换电子构成,同时产生原型V色心。提出在电流～时间曲线中电流区域的形成机理解释,并给出这些区域的形成与色心产生的密切关系。经点阳极电注入,测量出空气中生长NaF晶体电注入过程中电流～时间曲线,提出此处电流～时间曲线中电流区域的形成机理与上述经点阴极电注入时电流区域的形成机理是基本相同的。采用不同剂量伽马射线对NaF晶体辐照着色。随着辐照剂量增加,吸收光谱中呈现了更多吸收带,产生色心种类和浓度也相应增加。实际应用时,可根据需要获得所需种类和恰当浓度色心。

论文目录:

摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 研究背景

1.2 本文的工作

第二章离子晶体色心的理论基础

2.1 晶体缺陷的分类

2.2 晶体点缺陷的概念及形成原因

2.3 晶体点缺陷的分类

2.4 离子晶体点缺陷的特性

2.5 晶体色心的命名规则

2.6 碱卤晶体中色心的分类

2.6.1 俘获电子型色心

2.6.2 俘获空穴型色心

2.6.3 杂质型色心

2.7 晶体色心的空位形成能

2.8 色心检测的光谱方法

第三章研究方法

3.1 电注入装置

3.2 电注入着色的机理

3.3 研究细节

3.3.1 样品制备

3.3.2 实验过程

第四章研究结果

4.1 电注入着色

4.1.1 点阴极电注入

4.1.2 实验结果

4.2 点阳极电注入

4.2.1 研究结果

4.2.2 讨论

4.3 NaF 晶体伽马射线辐照着色

4.3.1 研究方法

4.3.2 研究结果

4.3.3 结论与讨论

第五章结论

参考文献

攻读硕士期间发表论文及参加科研情况

致谢

发布时间: 2007-04-17

参考文献

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