氟化锂晶体电注入着色及色心产生与转化机理

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本文首次对掺氧氟化锂晶体成功电注入着色,在着色晶体中产生了大量色心。对着色晶体进行光谱测量和系统光谱分析,并提出色心产生和转化机理。借助测得的电流~时间曲线,对色心产生过程和机理作了进一步解释。作为对比,用伽马射线辐照氟化锂晶体使之着色,并对色心产生及转化给出解释。经点阴极电注入,在掺氧氟化锂晶体中产生了大量O2-- Va+、O2-- Va+复合、镁相关杂质、Cu+、F、M、R1、胶体、F2+( Mgc+)、F2+ :O2-和F3-心。在本工作中,掺氧氟化锂晶体之所以能被成功电注入着色,主要得益于所用恰当电注入条件和独特阳极阵列,使得V心首先在阳极附近晶体内产生。因此,电注入产生的原型色心是V心,而不是以往普遍认为的F心。此后,V心通过其中卤原子和邻近填隙卤离子交换电子来实现漂移。V心经光照转化为F心,F心进一步聚集形成M心和F 2+心等。借助电流~时间曲线推知,一区电流主要由离子运动构成,卤离子和阳极阵列交换电子对电流也有贡献。此后各区电流主要由卤离子和阳极阵列交换电子构成,离子运动对电流也有贡献。卤离子和阳极阵列交换电子可产生V心。在掺氧氟化锂晶体点阳极电注入情况下,给出了几个具有代表性吸收光谱图和电流~时间曲线,此处电流~时间曲线中各电流区域形成机理与在点阴极电注入情况下各电流区域形成机理基本相同。在室温下,用不同剂量伽马射线辐照,使氟化锂晶体着色。研究结果表明,伽马射线辐照剂量不同,晶体着色程度不同,产生色心种类也不同。在实际应用中,可根据不同需要而采取适当辐照剂量,以便获得所需种类和恰当浓度色心。
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