Radiācijas defektu EPR fluorīdu kristālos un oksifluorīdu stikla keramikā

Abstract

Darbā ir apkopoti ar elektronu paramagnētiskās rezonanses (EPR) spektroskopijas metodi veikti radiācijas defektu struktūras pētījumi fluorīdu kristālos: BaF2:Cd+, LiBaF3, LiYF4 un oksifluorīdu stikla keramikā (OxFGC). Radiācijas defekti LiBaF3, LiYF4 kristālos un OxFGC tika ierosināti ar rentgena stariem pie istabas temperatūras. Radiācijas defekts BaF2:Cd+ kristālā tika ierosināts ar ° starojumu. Pētījumu gaitā iegūtie spektru leņķisko atkarību mērījumi ir ļāvuši noteikt radiācijas radīto paramagnētisko centru EPR parametrus un kristalogrāfisko struktūru attiecīgajos materiālos. BaF2:Cd+ gadījumā novērojamais EPR spektrs ir izskaidrojams ar Cd+ piejaukuma apkārtnē esošu fluora vakanci VF . Augstas tīrības pakāpes LiBaF3 kristālā ir izveidojies F-tipa centrs, kura EPR spektra struktūra ir ļāvusi precizēt g-tenzora komonenšu vērtības un noteikt hipersīkstruktūras (hss) mijiedarbības konstantes AF un ALi. Radiācijas defekta modelis LiYF4 kristālā ir F-tipa centrs, kura elektronam ir hss mijiedarbība ar diviem fluora kodoliem. Tā spektru labi apraksta parametri gk = 2:00, g? = 1:975 un A = 27:85 MHz. Oksifluorīdu stikla keramikā novērojamais radiācijas defekts pēc mūsu hipotēzes izveidojas YF3 kristalītos. Tā struktūra ir izskaidrojama ar apkārtnē esošo 10 fluoru un 4 itrija atomu kodolu izotropu hss mijiedarbību.

In the present work investigations of the structure of radiation induced defects have been performed in BaF2:Cd+, LiBaF3, LiYF4 crystals and in the oxyfluoride glass ceramics (OxFGC) by the electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy techniques. Radiation defects in LiBaF3, LiYF4 crystals and in the OxFGC have been created using X-ray irradiation at room temperature (RT). The radiation defect in the BaF2:Cd+ crystal has been induced by °-irradiation. Measurements of angular dependencies of EPR spectra and obtained EPR parameters let us to explain crystallographic structure of radiation induced defects in investigated materials. A perturbed EPR spectrum of the BaF2:Cd+ crystal has been explained with one nearest fluorine vacancy VF adjacent to the Cd impurity. In the LiBaF3 crystal of high purity, the F-type centre has been observed, which EPR spectrum allowed to clarify in more details the g-tensor components and hyperfine structure (hfs) constants ALi and AF due to electron interaction with its nearest lithium and fluorine nuclei. A proposed model of the radiation defect in LiYF4 crystal is a F-type centre where electron has hfs interaction with two nearest fluorine nuclei. Our calculations with following parameters: gk = 2:00, g? = 1:975 and A = 27:85 MHz are in good agreement with experimental EPR spectra of this centre. Observed hfs of the EPR spectra of a radiation defect in oxyfluoride glass ceramics has been explained with F-type centre model in YF3 crystalline phase. It’s structure could be explained by an hfs interaction with it’s nearest 10 fluorine and 4 yttrium nuclei.