Влияние облучения протонами на оптические свойства и дефектообразование в кристаллах Gd3AlxGa5–xO12 (x = 2, 3)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследовано влияние облучения дозой протонов 50 Мрад (Si) на оптические свойства и дефектообразование в кристаллах гадолиний-алюминий-галлиевого граната при замещении алюминия и галлия в катионной подрешетке: Gd3Al2Ga3O12 (Al:Ga = 2:3) и Gd3Al3Ga2O12 (Al:Ga = 3:2). После облучения протонами кристаллы изменяют окраску: в спектре пропускания каждого кристалла появляется дополнительная полоса поглощения в диапазоне длин волн 400–500 нм. Это связано с образованием наведенных структурных дефектов в виде центров окраски. Коэффициенты преломления n(λ) были определены спектрофотометрическим методом Брюстера и практически не изменились после облучения протонами для кристаллов Al:Ga = 2:3, но в значительной степени увеличились для Al:Ga = 3:2. На спектральных зависимостях наблюдается заметное увеличение показателей ослабления светового потока после облучения, что также свидетельствует об образовании дополнительных структурных дефектов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. М. Касимова

Национальный исследовательский технологический университет “МИСИС”

Автор, ответственный за переписку.
Email: kasimovavalya@mail.ru
Россия, 119049, Москва

Н. С. Козлова

Национальный исследовательский технологический университет “МИСИС”

Email: kasimova.vm@misis.ru
Россия, 119049, Москва

Е. В. Забелина

Национальный исследовательский технологический университет “МИСИС”

Email: kasimovavalya@mail.ru
Россия, 119049, Москва

О. А. Бузанов

АО “ФОМОС-МАТЕРИАЛЫ”

Email: kasimovavalya@mail.ru
Россия, 107023, Москва

П. Б. Лагов

Национальный исследовательский технологический университет “МИСИС”; Институт физический химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН

Email: kasimovavalya@mail.ru
Россия, 119049, Москва; 119071, Москва

Ю. С. Павлов

Институт физический химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН

Email: kasimovavalya@mail.ru
Россия, 119071, Москва

Т. В. Кулевой

Курчатовский комплекс теоретической и экспериментальной физики НИЦ “Курчатовский институт”

Email: kasimovavalya@mail.ru
Россия, 117218, Москва

В. С. Столбунов

Курчатовский комплекс теоретической и экспериментальной физики НИЦ “Курчатовский институт”

Email: kasimovavalya@mail.ru
Россия, 117218, Москва

Список литературы

  1. Блистанов А.А. Кристаллы квантовой и нелинейной оптики: учебное пособие. М.: МИСиС, 2007. 432 с.
  2. Каминский А.А. Физика и спектроскопия лазерных кристаллов. М.: Наука, 1986. 271 с.
  3. Каминский А.А. Лазерные кристаллы. М.: Наука, 1975. 250 с.
  4. Dorenbos P. // Radiation Detectors for Medical Applications. Springer, 2006. P. 191. https://doi.org./0.1007/1-4020-5093-3_8
  5. Lecoq P. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2016. V. 809. P. 130. https://doi.org./10.1016/j.nima.2015.08.041
  6. Sato Y., Terasaka Y., Utsugi W., Kikuchi H., Kiyoo ka H., Torii T. // J. Nucl. Sci. Technol. 2018. V. 55. № 9. P. 965. https://doi.org./10.1080/00223131.2019.1581111
  7. Korzhik M., Alenkov V., Buzanov O., Fedorov A., Dosovitskiy G., Grigorjeva L., Mechinsky V., Sokolov P., Tratsiak Ya., Zolotarjovs A., Dormenev V., Dosovitskiy A., Agrawal D., Anniyev T., Vasilyev M., Khabashesku V. // Crystal Res. Technol. 2019. V. 54. № 4. P. 1800172. https://doi.org./10.1002/crat.201800172
  8. Alenkov V., Buzanov O., Dosovitskiy G., Egorychev V., Fedorov A., Golutvin A., Guz Yu., Jacobsson R., Korjik M., Kozlov D., Mechinsky V., Schopper A., Semennikov A., Shatalov P., Shmanin E. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2019. V. 916. P. 226. https://doi.org./10.1016/j.nima.2018.11.101
  9. Martinazzoli L. // IEEE Transac. Nucl. Sci. 2020. V. 67. № 6. P. 1003. https://doi.org./10.1109/TNS.2020.2975570
  10. Dilillo G., Campana R., Zampa N., Fuschino F., Pauletta G., Rashevskaya I., Ambrosino F., Baruzzo M., Cauz D., Cirrincione D., Citossi M., Casa G.D., Ruzza B.D., Galgóczi G., Labanti C., Evangelista Yu., Ripa J., Vacchi A., Tommasino F., Verroi E., Fiore F. // Proc. SPIE. 2020. V. 11444. P. 1144493. https://doi.org./10.1117/12.2561053
  11. Komar J., Solarz P., Jeżowski A., Głowacki M., Berkowski M., Ryba-Romanowski W. // J. Alloys Compd. 2016. V. 688. P. 96. https://doi.org./10.1016/j.jallcom.2016.07.139
  12. Kimura H., Miyazaki A. // Jpn. J. Appl. Phys. 2002. V. 41. № 8R. P. 5334. https://doi.org./10.1143/JJAP.41.5334
  13. Bartosiewicz K., Markovskyi A., Horiai T., Szymański D., Kurosawa S., Yamaji A., Yoshikawa A., Zorenko Y. // J. Alloys Compd. 2022. V. 905. P. 164154. https://doi.org./10.1016/j.jallcom.2022.164154
  14. Конабеевский С.Т. Действие облучения на материалы. Введение в радиационное материаловедение. М.: Атомиздат, 1967. 401 с.
  15. Жариков Е.В., Куратев И.И., Лаптев В.В., Насельский С.П., Рябов А.И., Торопкин Г.Н., Шеста- ков А.В., Щербаков И.А. // Изв. АН СССР. Сер. физ. 1984. Т. 48. № 7. С. 1351.
  16. Матковский А.О., Сугак Д.Ю., Улманис У.А., Савицкий В.Г. Центры окраски в редкоземельных галлиевых гранатах. Пос. Саласпилс (ЛатвССР): ЛАФИ, 1987. 42 с.
  17. Касимова В.М., Козлова Н.С., Бузанов О.А., Забелина Е.В., Лагов П.Б., Павлов Ю.С. // Поверхность. Рентген., синхротр, и нейтрон. исслед. 2021. № 12. С. 1. https://doi.org./10.31857/S1028096021120074
  18. Lagov P., Drenin A., Zinovjev M. // J. Phys.: Conf. Ser. 2017. V. 830. № 1. P. 012152. https://doi.org./10.1088/1742 6596/755/1/011001
  19. Van Lint V.A.J., Gigas G., Barengolt J. // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1975. V. 22. P. 2663. https://doi.org./10.1109/TNS.1975.4328186
  20. Забелина Е.В., Козлова Н.С., Гореева Ж.А., Касимова В.М. // Изв. вузов. Материалы электронной техники. 2019. Т. 22. № 3. С. 168. https://doi.org./10.17073/1609-3577-2019-3-168-178
  21. ГОСТ 3520–92 Методы определения показателей ослабления. М.: Изд-во стандартов, 1992. 19 с.
  22. Sakthong O., Chewpraditkul W., Wanarak C., Pejchal J., Kamada K., Yoshikawa A., Pazzi G.P., Nikl M. // Opt. Mater. 2013. V. 36. № 2. P. 568. https://doi.org./10.1016/j.optmat.2013.10.033
  23. Pujats A., Springis M. // Radiat. Eff. Defects Solids. 2001. V. 155. № 1–4. P. 65. https://doi.org./10.1080/10420150108214094
  24. Орлова А.Н. Влияние радиационных воздействий на оптические свойства монокристаллов ниобата лития: Дис. ... канд. физ.-мат. наук: 01.04.07. Тверь: ТвГУ, 2007. 117 с.
  25. Kasimova V., Kozlova N., Buzanov O., Zabelina E. // AIP Conf. Proc. 2020. V. 2308. № 1. P. 020003. https://doi.org./10.1063/5.0035129
  26. Касимова В.М., Козлова Н.С., Бузанов О.А., Забелина Е.В., Таргонский А.В., Рогачев А.В. // Неорган. материалы. 2022. Т. 58. № 3. C. 302. https://doi.org./10.31857/S0002337X2203006X

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Внешний вид исследуемых кристаллов Gd3Al2Ga3O12 (а) и Gd3Al3Ga2O12 (б) до и после облучения протонами.

Скачать (170KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Спектральные зависимости коэффициентов пропускания кристаллов Gd3Al2Ga3O12 (1, 2) и Gd3Al3Ga2O12 (3, 4) до (1, 3) и после (2, 4) облучения протонами. На вставке – приближенный участок спектров коэффициентов пропускания в диапазоне длин волн 300–700 нм.

Скачать (352KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Дисперсионные зависимости коэффициентов преломления кристаллов Gd3Al2Ga3O12 (1, 2) и Gd3Al3Ga2O12 (3, 4) до (1, 3) и после (2, 4) облучения протонами.

Скачать (205KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Спектральные зависимости показателей ослабления кристаллов Gd3Al2Ga3O12 (1, 2) и Gd3Al3Ga2O12 (3, 4) до (1, 3) и после (2, 4) облучения протонами. На вставке – приближенный участок спектров показателей ослабления в диапазоне длин волн 350–700 нм.

Скачать (322KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024