ИОНДАУШЫ СӘУЛЕЛЕНУДІҢ ӘСЕРІНЕН CaF2 МОНОКРИСТАЛДАРЫНДАҒЫ ҚҰРЫЛЫМДЫҚ БҰЗЫЛЫСТАРДЫ ЗЕРТТЕУ

Бұл мақалада рентген сәулелерімен, протондармен және Xe¹³2 және Bi²⁰⁹ жылдам ауыр иондарымен сәулелену әсерінен кальций фториді монокристалдарында радиациялық ақау түзілу процестерін зерттеу нәтижелері келтірілген. Негізгі зерттеу әдісі – абсорбциялық спектроскопия. Әртүрлі иондаушы сәулелену түрлерімен сәулеленген CaF₂ үлгілерінің оптикалық абсорбциялық спектрлерінде электронды және кемтіктік түс орталықтарымен және олардың агрегаттарымен байланысты кең интенсивті жұтылу жолақтары тіркелген. Оптикалық абсорбциялық спектрлер Тауц және Урбах координаттарында талданған. Жылдам ауыр иондармен сәулеленудің негізгі абсорбция жиегіне және CaF₂ кристалының аниондық торшасының бұзылуына әсері сандық түрде анықталды. Xe¹³² және Bi²⁰⁹ иондарымен сәулелену арқылы индукцияланған 9,8 эВ аймағындағы радиацияның әсерінен болатын оптикалық жұтудың табиғаты талқыланады.

1. Hayes W. Crystals with the fluorite structure – electronic, vibrational and defect properties. London: Clarendon Press, 1974. 448 p.

2. Bugaenko T.Yu., Radzhabov E.A., Ivashechkin V.F. Thermal decay of photochromic color centers in CaF2, SrF2, and BaF2 crystals doped by La and Y impurities // Physics of the Solid State. – 2008. – Vol. 50, No. 9. – P. 1671– 1673. https://doi.org/10.1134/S1063783408090151

3. Assylbayev R. et al. Radiation damage caused by swift heavy ions in CaF2 single crystals // Radiat Meas. Pergamon. – 2016. – Vol. 90. – P. 18–22. https://doi.org/10.1016/j.radmeas.2015.12.034

4. Assylbayev R. et al. Structural defects caused by swift ions in fluorite single crystals // Opt. Mater. (Amst). North-Holland. – 2018. – Vol. 75. – P. 196–203. https://doi.org/10.1016/j.optmat.2017.10.026

5. Boccanfuso M. et al. Study of the damage produced in CaF2 by swift heavy ion irradiation // Nucl Instrum Methods Phys Res B. – 2002. – Vol. 191, No. 1–4. – P. 301– 305. https://doi.org/10.1016/S0168-583X(02)00580-3

6. Davidson A.T. et al. The colouration of CaF2 crystals by keV and GeV ions // Radiation Effects and Defects in Solids. – 2002. – Vol. 157, No. 6–12. – P. 637–641. https://doi.org/10.1080/10420150215811

7. Lushchik C.B., Vitol I.K., Élango M.A. Decay of electronic excitations into radiation defects in ionic crystals // Soviet Physics Uspekhi. – 1977. – Vol. 20, No. 6. – P. 489–505. https://iopscience.iop.org/article/10.1070/PU1977v020n06ABEH005405/meta

8. Lushchik A. et al. Excitonic and electron–hole mechanisms of the creation of Frenkel defect in alkali halides // Nuclear Instrumental Methods Phys Res B. – 2000. – Vol. 166–167. – P. 529–537. https://doi.org/10.1016/S0168-583X(99)00788-0

9. Tauc J. Amorphous and Liquid Semiconductors. 1st ed. / ed. Tauc J. London: Plenum Publishing Company Ltd. – 1974. – 460 p.

10. Urbach F. The Long-Wavelength Edge of Photographic Sensitivity and of the Electronic Absorption of Solids // Physical Review. – 1953. – Vol. 92, No. 5. – P. 1324– 1324. https://doi.org/10.1103/PhysRev.92.1324

11. Akilbekov A. et al. Unveiling the Structural and Optical Properties of MgAl2O4 Single Crystals Irradiated by Swift Heavy Ions // Materials. – 2024. – Vol. 17, No. 2. – P. 344. https://doi.org/10.3390/ma17020344

12. Rubloff G.W. Far-Ultraviolet Reflectance Spectra and the Electronic Structure of Ionic Crystals // Phys Rev B. American Physical Society. – 1972. – Vol. 5, No. 2. – P. 662. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.5.662

13. Egranov A. V. et al. Effect of cationic impurities on the formation of radiation defects in alkaline earth fluorides // Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. – 2015. – Vol. 79, No. 2. – P. 280–284. https://doi.org/10.3103/S1062873815020082

14. Toulemonde M., Dufour C., Paumier E. Transient thermal process after a high-energy heavy-ion irradiation of amorphous metals and semiconductors // Phys Rev B. – 1992. – Vol. 46, No. 22. – P. 14362–14369. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.46.14362

15. Aumayr F. et al. Single ion induced surface nanostructures: a comparison between slow highly charged and swift heavy ions // Journal of Physics: Condensed Matter. – 2011. – Vol. 23, No. 39. – P. 393001. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0953-8984/23/39/393001/meta

16. El-Said A.S. Heavy ion-induced damage in ionic fluoride single crystals: Doctor of Natural Science. – Heidelberg: Ruperto-Carola University. –2004. – 116 p.

17. Hutchings M.T. et al. Investigation of thermally induced anion disorder in fluorites using neutron scattering techniques // Journal of Physics C: Solid State Physics. – 1984. – Vol. 17, No. 22. – P. 3903–3940. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0022-3719/17/22/011/meta

18. Ryskin A.I. et al. Stabilization of high-temperature disorder of fluorine sublattice by quenching in calcium fluoride crystals // J. Fluor Chem. – 2017. – Vol. 200. – P. 109– 114. https://doi.org/10.1016/j.jfluchem.2017.06.013