Электронные возбуждения и собственная люминесценция в кристаллах ряда силикатов элементов III группы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Шлыгин, Евгений Сергеевич

• Шлыгин, Евгений Сергеевич
• кандидат физико-математических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Шлыгин, Евгений Сергеевич

Список сокращений

Введение

1 Электронные возбуждения в оксидных кристаллах

1.1 Электронные возбуждения и их автолокализация в широкощелевых кристаллах

1.2 Особенности автолокализации ЭВ в бинарных оксидах

1.3 Кристаллическая структура и люминесценция силикатов элементов III группы

1.3.1 Оксиортосиликат иттрия Y2Si05 (YSO)

1.3.2 Оксиортосиликат лютеция Lu2Si05 (LSO)

1.3.3 Оксиортосиликат скандия Sc2Si05 (SSO)

1.3.4 Оксиортосиликат гадолиния Gd2Si05 (GSO)

1.3.5 Фторосиликат алюминия (топаз) Al2Si04 (F, ОН)

1.4 Задачи настоящей работы

2 Объекты исследования и техника эксперимента

2.1 Объекты исследования

2.2 Техника эксперимента

2.2.1 Техника время-разрешенной спектроскопии с использованием синхротронного излучения

2.2.2 Экспериментальный комплекс для изучения радиационно-оптических свойств твердых тел

2.2.3 Техника рентгенолюминесценции, фотоэлектронной и адсорбционной спектроскопии

2.3 Метод расчета зонной стуктуры из первых принципов

2.4 Обработка результатов эксперимента

3 Электронные возбуждения в силикатах РЗЭ A2Si05 (А = Sc, Y, Lu)

3.1 Время-разрешенная люминесцентная спектроскопия кристаллов A2SiC>5 (А = Y, Lu, Sc)

3.1.1 Оксиортосиликат иттрия Y2SiOs

3.1.2 Оксиортосиликат лютеция Lu2SiOs

3.1.3 Оксиортосиликат скандия Sc2Si

3.2 Расчет зонной структуры кристаллов Y2Si05 и Lu2Si

3.3 Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия Y2SiOs и Lu2SiOs

3.4 Релаксация электронных возбуждения и передача энергии в силикатах РЗЭ A2Si05 (А = Y, Lu, Sc)

3.5 Выводы к главе

4 Собственная люминесценция в кристаллах Gd2Si и AI2Si04(F,0H)2 и радиационная модификация люминесцентных свойств ряда силикатов III группы

4.1 Электронные возбуждения и передача энергии в оксиортосиликате гадолиния Gd2Si

4.2 Время-разрешенная люминесценция в кристаллах топаза Al2[Si04](F,0H)

4.3 Радиационная модификация люминесцентно-оптических свойств силикатов РЗЭ и топаза

4.4 Выводы к главе

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Электронные возбуждения и собственная люминесценция в кристаллах ряда силикатов элементов III группы»

Актульность темы

Оптические материалы, устойчивые к воздействию радиационных полей, востребованы в ядерной энергетике, оптоэлектронике, геофизике, медицине и иных областях человеческой деятельности, использующих радиационную технику или технологии. Кристаллы обширного класса силикатов являются наиболее распространенными среди применяемых на практике природных и искусственных оптических материалов. Недавно синтезированные высококачественные монокристаллы силикатов редкоземельных элементов (РЗЭ) A2Si05-Ce (А - Y, Gd, Lu) известны как новый класс детекторных сцинтилляционных материалов, отличающихся высоким быстродействием и световыходом, прозрачностью в видимой и ультрафиолетовой областях спектра, повышенной температурной, химической и радиационной стойкостью, большим эффективным атомным номером и плотностью. К эффективным детекторным материалам, в частности, относится и ряд других силикатов элементов III группы. Природные кристаллы топаза Al2[Si04](F,0H)2, помимо традиционного использования в ювелирном деле, в последнее время рассматриваются как перспективные материалы термолюминесцентной дозиметрии. Вместе с тем собственная люминесценция в перечисленных кристаллах, ее природа, особенности, связь со структурой электронных возбуждений, динамика электронных возбуждений, время-разрешенные спектры систематически не исследовались.

Основные модельные представления об эволюции собственных электронных возбуждений (ЭВ) в неорганических диэлектриках, развитые для относительно простых кубических щелочно-галоидных кристаллов (ЩКГ), существенно расширены исследованиями люминесцентно-оптических свойств бинарных широкозонных оксидов (MgO, СаО, ВеО, a-Si02, а-А120з, Y203). Выявлена и изучена специфика явления автолокализации экситонов, реализующегося только в оксидах с пониженной симметрией кристаллической решетки. Для более сложных оксидных систем, к которым относятся силикаты элементов III группы, эти задачи к началу настоящего исследования оставались нерешенными.

Объекты настоящего исследования - искусственные монокристаллы силикатов РЗЭ высокого оптического качества как номинально чистые, так и легированные церием, а также природные топазы Al2Si04 (F,OH)2 - обладают сложной кристаллической структурой с низкой симметрией локальных узлов. Оксиорто силикаты состава A2Si05 кристаллизуются в двух типах моноклинных структур - С2/с и P2i/c. Нами выбраны в качестве объектов исследования монокристаллы оксиортосиликатов скандия, иттрия и лютеция, поскольку, с одной стороны, они представляют ряд изоструктурных соединений (моноклинная структура С2/с), а с другой - активированные кристаллы Y2Si05-Ce и Lu2Si05-Ce широко востребованы на практике и хорошо изучены с точки зрения релаксации примесных ЭВ. Релаксированные собственные ЭВ в силикатах РЗЭ с моноклинной структурой С2/с были сопоставлены с таковыми для оксиортосиликата гадолиния, отличающегося типом кристаллической структуры (.Р2]/с), и ортосиликата Al2Si04(F,0H)2, катионную подрешетку которого образуют ионы алюминия, с существенно меньшим размером катиона.

Цель настоящей работы - изучение собственной люминесценции, процессов создания, эволюции и излучательной релаксации собственных электронных возбуждений в номинально чистых и активированных церием кристаллах ряда силикатов элементов III группы. Научная новизна

1. Впервые систематически исследованы время-разрешенные спектры собственной фотолюминесценции и ее возбуждения, спектры отражения кристаллов силикатов РЗЭ A2Si05 (А = Sc, Y, Gd, Lu) и топаза Al2[Si04](F,0H)2 в области энергий 2-35 эВ при температурах 8 и 300 К, спектры рентгено- и ионолюминесценции при Т = 80-300 К. Обнаружены новые полосы собственного свечения в кристаллах Gd2Si05 и Sc2Si05.

2. Выполнен сравнительный зонный расчет и измерены рентгеновские фотоэлектронные спектры кристаллов Y2Si05 и Lu2Si05. Расчет сделан в рамках приближения локальной плотности LDA с привлечением экспериментально подтвержденных параметров решетки.

3. Установлено, что в исследованных кристаллах A2Si05 (А = Y, Gd, Lu) существует собственное свечение, природа которого обусловлена излучательным распадом автолокализованных экситонов (АЛЭ). На основе экспериментальных данных и результатов зонного расчета предложен механизм образования АЛЭ в силикатах РЗЭ.

4. Исследованы процессы передачи энергии к примесным центрам свечения с участием экситонов в кристаллах Gd2Si05-Ce. Впервые получены экспериментальные доказательства эффективности экситонного канала передачи энергии в кристаллах Gd2Si05-Ce.

5. Установлен на основании данных время-разрешенной люминесцентной ВУФ-спектроскопии собственный характер свечения 4.3 эВ в кристаллах топаза Al2[Si04](F,0H)2.

6. Обнаружена деградация люминесцентных свойств силикатов РЗЭ при облучении ускоренными ионами и быстрыми нейтронами. Практическая ценность работы

1. Установлено, что люминесцентные свойства силикатов РЗЭ деградируют вследствие облучения ТЗЧ или нейтронами. Полученные результаты могут быть использованы в ядерном приборостроении для прогнозирования поведения детекторных материалов в полях радиации.

2. Систематизированы проявления собственных электронных возбуждений в широко распространенных в природе и применяемых в технике ортосиликатных материалах.

Автор защищает

1. Результаты исследований собственных электронных возбуждений, процессов их создания и релаксации в кристаллах A2SiC>5 (А = Sc, Y, Gd, Lu) и Al2[Si04](F,0H)2.

2. Выводы о природе полос собственной люминесценции и предложенный на основании результатов эксперимента и зонного расчета механизм образования АЛЭ в кристаллах Y2Si05 и Lu2SiC>5.

3. Вывод о существовании полос собственного свечения в кристаллах Gd2Si05 и Al2[Si04](F,0H)2, а также экситонного канала передачи энергии в Gd2Si05-Ce.

4. Результаты исследования радиационной модификации люминесцентных свойств кристаллов силикатов.

Апробация работы

Результаты и выводы диссертации опубликованы в 15 работах и представлены на Международной научно-практической конференции "Современные проблемы атомной науки и техники" (Снежинск, 2003), Международной научной конференции "Радиационная физика SCORPh2003" (Бишкек, Киргизия, 2003), 5-й Европейской конференции по люминесцентным детекторам и преобразователям ионизирующего излучения LUMDETR2003 (Прага, Чехия, 2003), 12-м Феофиловском симпозиуме по спектроскопии кристаллов, активированных ионами редкоземельных элементов и переходных металлов (Екатеринбург, 2004), Международной конференции по спектроскопии вакуумного ультрафиолета и взаимодействию излучения с конденсированной материей VUVS2005 (Иркутск, 2005), Международной конференции по неорганическим сцинтилляторам SCINT2005 (Харьков, Украина, 2005), VII и VIII отчетных конференциях молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ (Екатеринбург, 20032005).

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Шлыгин, Евгений Сергеевич

4.4 Выводы к главе

Приведенные экспериментальные результаты и их анализ позволяют сформулировать следующие выводы:

1. Методом время-разрешенной люминесцентной спектроскопии исследована собственная люминесценция кристаллов Gd2Si05 и Al2[Si04](F,0H)2B области энергий 2-35 эВ и температур 8-295 К.

2. Обнаружены экспериментальные проявления АЛЭ в кристаллах Gd2Si05H Al2[Si04](F,0H)2.

3. Получены экспериментальные доказательства эффективности экситонного канала передачи энергии в кристаллах Gd2Si05-Ce.

4. Обнаружено, что при облучении тяжелыми заряженными частицами и быстрыми нейтронами происходит деградация люминесцентных свойств в силикатах РЗЭ и модификация таких свойств в кристаллах топаза.

5 Заключение

Впервые проведены комплексные исследования спектров собственной люминесценции, ее возбуждения в сочетании со спектрами отражения искусственных кристаллов силикатов РЗЭ A2SiOs (А = Y, Gd, Lu, Sc) и природных топазов Al2[Si04](F,0H)2 с использованием синхротронного излучения и техники время-разрешенной оптической и люминесцентной спектроскопии. Изучена кинетика затухания люминесценции при селективном фотовозбуждении. Выполнен сравнительный расчет зонной структуры кристаллов Y2Si05 и Lu2Si05 в рамках приближения локальной плотности LDA, измерены рентгеновские фотоэлектронные спектры. С использованием экспериментального комплекса на канале циклотрона ГОУ

ВПО УГТУ-УПИ исследована ионолюминесценция при облучении ионами

Не+ с энергией 3 МэВ. Изучена модификация люминесцентных свойств при

18 2 воздействии быстрых нейтронов (флюенс 4-10 см").

На основании совместного анализа экспериментальных и расчетных результатов сформулированы следующие выводы:

1. Методом время-разрешенной люминесцентной спектроскопии исследована собственная люминесценция кристаллов A2Si05 (А = Y, Lu, Gd, Sc) и Al2[Si04](F,0H)2B области энергий 2-35 эВ и температур 8-295 К. Обнаружены новые полосы собственной люминесценции в кристаллах Sc2SiOs и Gd2SiOs

2. Выполнен сравнительный зонный расчет в рамках приближения локальной плотности LDA кристаллов Y2Si05 и Lu2Si05. Результаты расчета сопоставлены с измеренными рентгеновскими фотоэлектронными спектрами.

3. На основе анализа данных люминесцентного исследования, кристаллохимических особенностей и структуры материалов, результатов зонных расчетов установлена природа низкотемпературных полос собственного свечения - излучательный распад АЛЭ - и предложен механизм образования АЛЭ в кристаллах Y2Si05 и Lu2Si05.

4. Обнаружены экспериментальные проявления АЛЭ в кристаллах Gd2Si05 и Al2[Si04](F,0H)2, а также эффективность экситонного канала передачи энергии в кристаллах Gd2Si05-Ce.

5. Установлено эффективное создание корпускулярным излучением (ТЗЧ и быстрые нейтроны) центров окраски в исследованных силикатах. В кристаллах топаза создание центров окраски сопровождается появлением новых полос люминесценции, в то время как в кристаллах силикатов РЗЭ наблюдается лишь деградация люминесцентных свойств.

Автор выражает благодарность научному руководителю, профессору А.В. Кружалову и научному консультанту доценту В.Ю. Иванову за постоянную поддержку и всестороннюю помощь в выполнении работы, обсуждении результатов и работе над диссертацией.

Автор признателен профессору В.А. Пустоварову за помощь в экспериментах и справедливую критику на всех этапах работы.

Автор благодарен профессору Б.В. Шульгину за внимание к работе и предоставленные кристаллы оксиортосиликатов РЗЭ. Автор также благодарит персонал научно-исследовательской электро-физической лаборатории за непрерывное техническое обеспечение работ на ускорителях ГОУ ВПО УГТУ-УПИ.

Особую признательность автор выражает к.ф.-м.н. В.В. Мазуренко за совместные теоретические работы и плодотворное обсуждение научных идей, а также д.х.н. М.В. Кузнецову за помощь в измерениях рентгеновских фотоэлектронных спектров.

Автор признателен Ф.Г. Нешову, А.Ю. Кузнецову, О.В. Рябухину, К.В. Баутину, А.А. Смирнову, К.И. Ширинскому за участие в обсуждении научных результатов и поддержку.

Сердечная благодарность родителям, родственникам и друзьям за понимание, поддержку и оптимизм.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Шлыгин, Евгений Сергеевич, 2006 год

1. Стердж М.Д. Введение. / М.Д. Стердж // Под ред. Рашба Э.И., Стеруша М.Д. М.: Наука, 1985. Наука, 1985.С.9-27.

2. Ландау Л.Д. О движении электронов в кристаллический решетке.// Ландау Л.Д. Собрание трудов. 1.1.1 Л.Д. Ландау М.: Наука, 1969. С.90-91.

3. Toyozawa Y. Optical Processes in Solids / Y. Toyozawa. Cambridge: Cambridge University Press. 2003.

4. Френкель Я.И. О поглощении света и прилипании электронов и положительных дырок в кристаллических диэлектриках / Я.И. Френкель // ЖЭТФ. 1936. Т.6. N.5. С.647-655.

5. Peierls R. Zur Theorie der Absorptionspektren festen Koerper / R. Peierls //Ann. Phys. 1932. V.13. N 5. S.905-952.

6. Давыдов A.C. Теория поглощения света в молекулярных кристаллах. / А.С. Давыдов. Киев: Изд. АН УССР, 1951. 176 с.

7. Рашба. Э.И. Автолокализация экситонов / Э.И. Рашба. // Под ред. Рашба Э.И., Стеруша М.Д. М.: Наука, 1985. Наука, 1985.С.385-424

8. Аппель Дж. Поляроны / Дж. Аппель. // Под ред. Фирсов Ю.А. М.:Наука, 1975. С.13-206.

9. Пекар С.И. Исследования по электронной теории кристаллов. / С.И. Пекар. М.:ГИТТЛ, 1951. 256 с.

10. Дыкман И.М Экситоны в ионных кристаллах / И.М. Дыкман, С.И. Пекар // Докл. АН СССР. 1952. Т.83. N.6. С.825-828.

11. П.Рейфмап С.П. Свободные и автолокализованные квазичастицы в кристаллах / С.П. Рейфмап // Труды ИФ АН ЭССР, 1976.Т.46.С.143-169.

12. Toyozawa Y. Symmetry breaking excitonic instabilities in deform-able lattices / Y. Toyozawa // Proc. of the 16 Internat. Conf. of the Phys. Semiconduct. Montpllier 1982. P.l. P.23-29

13. Хижняков В .В./ В.В. Хижняков, А.В. Шерман / Горячая люминесценция автолокализующихся экситонов // ФТТ. 1980. Т22. N 11. С. 3254-3262.

14. Sumi H. Phase diagram of the exciton in the phonon field / H. Sumi // J.Phys. SocJpn. 1977. V.43. N.4. P.1286-1294.

15. Kabler M.N. Evidence for a triplet state of the self-trapped exciton alkali halide crystals / M.N. Kabler, D.A. Patterson // Phys.Rev.Lett. 1967. V.19. N.ll. P.652-654.

16. Williams R. Excited state absorption spectroscopy of self-trapped exciton in alkali halides / R. Williams, M.N. Kabler // Phys.Rev.B. 1974. V.9. N.4. P. 18971907

17. Kabler M.N. Low-temperature recombination luminescence in alkali halide crystals / M.N. Kabler//Phys.Rev. 1964. V.A136. N.5. P. 1296-1302.

18. Лущик Ч.Б. Свободные и автолокализованные экситоны в щелочногалоидных кристаллах. Спектры и динамика / Под ред. Рашба Э.И., Стеруша М.Д. М.: Наука, 1985. Наука, 1985. С.362-384.

19. D. Block. ENDOR of self-trapped exciton in KC1 / D. Block, A. Wasiela, Y. Merle d'Anbique // J.Phys.C: Solid State Phys. 1978. V.ll. P.4201-4211

20. Marrone M.J. EPR in triplet states of the self-trapped exciton / M.J. Marrone, F.W. Patten, M.N. Kabler // Phys.Rev.Lett. 1971.V.3 N.7. P.467-471.

21. Ohata T.Decay times of intrinsic luminescence in Rbl / T. Ohata, T. Hayashi, S. Koshmo // J.Phys.SocJapan. 1987. V.56. N.ll. P.4194-4195.

22. Matsumoto T. Time resolved spectroscopic study on the type I self-trapped excitons in alkali halide crystals. I. Emission spectra and decay behavior / T. Matsumoto, T. Kawata, A.Miyamoto, K. Kan'no // J.Phys.Soc.Jpn. 1992. V.61. N.l 1. P.4229-4241.

23. Matsumoto T. Time resolved spectroscopic study on the type I self-trapped excitons in alkali halide crystals. II. Excitation spectra and relaxation processes / T. Matsumoto, M. Shirai, K. Kan'no // J.Phys.Soc.Jpn. 1995. V.64. N.3. P.987-1001.

24. Иванов В.Ю. Релаксация электронных возбуждений в оксиде бериллия: 1. Автолокализованные экситоны / В.Ю. Иванов, В.А. Пустоваров, С.В. Горбунов, А.В Кружалов. // ФТТ. 1994. Т.36. N.9. С.2634-2647.

25. Itoh N. Material modification by electronic excitation. / N. Itoh, A.M. Stoneham. Cambridge: Cambridge University Press. 2001.

26. Алукер Э.Д. Электронные возбуждения и радиолюминесценция щелочно-галоидных кристаллов. / Э.Д. Алукер, Д.Ю. Лусис, С. А. Чернов. Рига: Зинатне, 1979. 243 с.

27. Коржик М.В. Физика сцинтилляторов на основе кислородных монокристаллов. / М.В. Коржик. Мн.:БГУ, 2003. 263с.

28. Evarestov R.A. The energy band structure of corundum / R.A. Evarestov, A.N. Ermoshkin, V.A. Lovchikov // Phys. Stat. Solid. B. 1980. V.99. P.387-396.

29. Lushchik A. Luminescence of free and self-trapped excitons in wide-gap oxides. / A. Lushchik, M. Kirm, Ch. Lushchi, I. Martinson, G. Zimmerer. // Journal of Luminescence 87-89 (2000) P.232-234.

30. Силинь A. P. Точечные дефекты и элементарные возбуждения в кристаллическом и стеклообразном Si02. / А.Р. Силинь, А.Н. Трухин Рига:Зинатне, 1985.244 с

31. Ismail-Beigi S. Self-Trapped Excitons in Silicon Dioxide: Mechanism and Properties / S. Ismail-Beigi, S. G. Louie. // PhysRev Lett 95 (2005) 156401

32. Jansons J.L. Luminescence of Ga-doped а-А120з crystals / J.L. Jansons, P.A. Kulis, Z.A Rachko et al. //Phys.Stat.Solidi(b). 1983. V.120. N.2. P.511-518.

33. Hayes W. ODMR of recombination centres in crystalline quartz / W. Hayes, M.J. Kane, O. Salminen et al. // J.Phys.C.: Solid State Phys. 1984. V.17. N.16 P.2943-2951.

34. Hayes W. An ODMR study of exciton trapping in Y203 and A1203 / W. Hayes, M.J. Kane, O. Salminen et al. // J.Phys.C.: Solid State Phys. 1984. V.17. N.14 P.1383-1387

35. Marsella L. Structure and stability of rare-earth and transition-metal oxides / Marsella L., Fiorentini V. // PhysRev. В 69 (2004) 172103.

36. Abramov V.N. Relaxation, self-trapping, and decay of electron excitations in wide-gap oxides / V.N. Abramov, A.N. Ermoshkin, A.I. Kuznetsov, V.V. Muerk //Phys.Stat.Sol (b)- 1984 V.121. K59-K62.

37. Ching W.Y. Electronic and Optical Properties of Yttria. / W.Y. Ching, Yong-Nian Xu. // Phys. Rev.Lett.l990.V65.N7.P895-898.

38. Лущик Ч. Релаксация, автолокализация и распад электронных возбуждений в широкощелевых оксидах / Ч. Лущик, А. Лущик, Т. Кярнер, М. Кирм, С. Долгов // Известия вузов, Физика Т.43, №3, 2000. С. 5-16.

39. Кузнецов А.И. Собственная коротковолновая люминесценция оксидов металлов / А.И. Кузнецов, И.Л. Куусман // Изв. АН СССР (серия физическая). 1985.T.49.N.10. С.2026-2031.

40. Cooke D.W. Intrinsic ultraviolet luminescence from Ьи20з, Lu2Si05 and Lu2Si05:Ce3+. / D.W. Cooke, B.L. Bennett, R.E. Muenchausen, J.-K. Lee, and M. A. Nastasi. // Journal of Luminescence, V 106 (2004), 125-132.

41. Yen W.M. Photoconductivity and derealization in rare earth activated insulators / W.M. Yen // J.Luminescence 83-84 (1999) 399-404.

42. Zych E. Cathodoluminescence of Lu203:Tb / E. Zych, D. Hreniakb, W. Strek. // Radiation Effects & Defects in Solids, 2002, Vol. 157, pp. 983-988.

43. Zych E. Preparation, X-ray analysis and spectroscopic investigation of nanostructured Lu203 :Tb. / E. Zych, P.J. Deren, W. Strek, A. Meijerink, W. Mielcarekd, K. Domagala // Journal of Alloys and Compounds 323-324 (2001) 8-12.

44. Zych E. Spectroscopy and structure of eu-doped nanostructured Lu203. / E. Zych, J. Trojan-Piegza, D. Hreniak, T. Lis, W. Strek, W. Mielcarek // Radiation Effects & Defects in Solids, 2003, Vol. 158, pp. 319-324.

45. Kueck S. Spectroscopic properties of Cr-doped Sc203. / S. Kueck, L. Fornasiero, E. Mix, G. Huber. // Journal of Luminescence 87-89 (2000), 11221125.

46. Kuo-Min Lin / Kuo-Min Lin et al // Nanotechnology 2006 17 1745-1751.

47. Кулис П.А. Люминесценция автолокализованных экситонов в а-А1203 / П.А. Кулис, З.А. Рачко, М.Е. Спрингис и др. // Тез. докл. Всесоюзн. Конф. по физике вакуумного ультрафиолета и его взаимодействию с веществом. Рига: Изд-во Латв.ГУ. 1986. С. 53.

48. Намозов Б.Р. Структура люминесценции автолокализованного экситона в кристаллах а-А1203 / Б.Р.Намозов, М.Э. Фоминич, В.В. Мюрк, Р.И. Захарченя // ФТТ. 1998. Т.40. N.5. С.910-912.

49. Tanimura К. Creation of quasystable lattice defects by electronic excitation in Si02 / K. Tanimura, T. Tanaka, N. Itoh // Phys.Rev.Lett. 1983. V.51. N.5 P.423-426.

50. Tanimura K. Lattice relaxation induced by electronic excitation in А120з / К. Tanimura, N. Itoh, C. Itoh // J.Phys.C:Solid State Phys.1986. V.19 N.35. P.6887-6892.

51. Kirm M. Self-trapping and multiplication of electronic excitations in A1203 and Al203:Sc crystals. / M. Kirm, G. Zimmerer, E. Feldbach, A. Lushchik, Ch. Lushchik, F. Savikhin. //Phys. Rev. В 60, 502 510 (1999)

52. Кузнецов А.И. Релаксированные электронные возбуждния в А1203, У3А15012, YAIO3. / А.И. Кузнецов, Б.Р. Намозов, В.В. Мюрк. // Физика твердого тела. 1985. Т.27. N.10. С. 3030-3037.

53. Кузнецов А.И. / А.И. Кузнецов, В.Н. Абрамов, Б.Р. Намозов // Электронные возбуждения и дефекты окислов и галогенидов металлов / под ред. Ч.Б. Лущика 1982

54. Ogorognikov I.N / Ogorognikov I.N., Porotnikov A.V., Kruzhalov, A.V. et al // . Inorganic scintillators and their applicacion. Eds.: Yin Zhiwen, Feng Xiqi et al. CAS, Shanghai Branch Press. 1997. P. 139.

55. Ogorognikov I.N. / Ogorognikov I.N., Kruzhalov, A.V., Pustovarov V.A. et al. // Inorganic scintillator and ther application. Ed. V. Michalin. Moscow State Univ, 2000.P.242.

56. Babin V. Intrinsic luminescence of LuAG and YAG crystals / V. Babin, K. Blazek, A. Krasnikov, K. Nejezchleb, M. Nikl, T. Savikhina, S. Zazubovich. // HASYLAB Activity Report 2004, DESY, Hamburg, Germany, pp. 271-272, 2005.

57. Babin V.Luminescence of undoped LuAG and YAG crystals / V. Babin,

58. K. Blazek, A. Krasnikov, K. Nejezchleb, M. Nikl, T. Savikhina, S. Zazubovich // Physica status solidi (c)Volume 2, Issue 1 , P 97 100.

59. Guerassimova N.V. Intrinsic Luminescence and Luminescence of Inadvertent Impurities in LuAP and LuYAP crystals / N. V. Guerassimova et al. // DESY, HASYLAB. Электронный ресурс. http://www-hasylab.desy.de/

60. Melcher C.L. / C.L. Melcher, J.S. Schweitzer, C.A. Peterson, R.A. Manente, H.Suzuki // Proceedings of the international conference. SCINT 1995. P. 309

61. Ананьева Г.В. / Г.В.Ананьева, А.М.Коровкин, О.И.Меркулаева и др. // Изв.Акад.наук СССР, серия Неорг.материалы 17, 1037 (1981).

62. Leonyuk N.I. Crystal Growth and Structural Refinements of the Y2SiC>5, Y2Si207 and LaBSi05 Single Crystals / N.I. Leonyuk, E.L. Belokoneva, G. Bocelli,

63. Righi, E.V. Shvanskii, R.V. Henrykhson, N.V. Kulman, D.E. Kozhbakhteeva. 11 Cryst. Res. Technol. 34, 1999, 9, 1175-1182.

64. Gustafsson T. Lu2Si05 by single-crystal X-ray and neutron diffraction. / T. Gustafsson, M. Klintenberg, S.E. Derenzo SE, M.J. Weber, J.O. Thomas // Acta Crystallogr C. 2001 Jun;57(Pt 6):668-9.

65. Fornasiero L. Spectroscopic properties and laser emission of Er in scandium silicates near 1.5 mm. / L. Fornasiero, K. Petermann, E. Heumann, G. Huber. // Optical Materials 101998.9-17 P.9

66. Ching W.Y. Electronic and optical properties of Y2Si05 and Y2Si207 with comparisons to a-Si02 and Y203 / W.Y. Ching, Ouyang Lizhi, Xu Yong-Nian. // Phys. Rev.B65.(2003) P.245108

67. Wojtowicz A J. Studies of Two Cerium Sites in Lu2Si05:Ce and Y2Si05:Ce / AJ. Wojtowicz, P.Szupryczynski. // DESY, HASYLAB, Annual Report-2002, Hamgurg, Germany. Электронный ресурс. http://www-hasylab.desy.de.

68. Кулесский A.P. Радиолюминесценция и сцинтилляционные свойства монокристаллов силиката иттрия и редкоземельных элементов / А.Р. Кулесский, A.M. Коровкин, А.В. Кружалов, JI.B. Викторов, Б.В. Шульгин. // Журнал прикладной спектроскопии. 1998, №48. С.650.

69. Andriesen J. / J.Andriesen, A. Sobolev, A. Kuznetsov, Н. Merenga, P. Dorenbos, C.W.E. van Eijk // Proceedings of the international conference. SCINT 1995, P. 130.

70. Bouttet D. / D. Bouttet, C. Dujardin, C.Pedrini, W.Brunat, D.Tran Minh Due, J.Y. Gesland // Proceedings of the international conference. SCINT 1995. P. 111.

71. Кузнецов А.Ю. / А.Ю. Кузнецов, А.Б. Соболев, А.Н. Вараксин, О.А. Кеда. // Журнал структрурной химии, Т.38, №6.

72. Ivanov V.Yu. Electronic excitations and energy transfer in A2Si05-Ce (A=Y, Lu, Gd) and Sc2Si05 single crystals / V.Yu. Ivanov, V.L. Petrov, V.A. Pustovarov,

73. B.V. Shulgin, V.V. Vorobjov, E.G. Zinevich, E.I. Zinin. //Nucl.Instr. and Meth. In Phys.Rev. 2001. A470. P.358-362.

74. Wojtowicz A.J. Ce3+ and host emissions in VUV excited Lu2Si05:Ce / A.J. Wojtowicz, W. Drozdowski, P. Szupryczynski, D. Wisniewski and

75. C.L. Melcher // DESY, HASYLAB, Annual Report-2003, Hamgurg, Germany, Электронный ресурс. http://www-hasylab.desy.de

76. Шульгин Б.В. / Б.В. Шульгин, JI.B. Викторов, А.Р. Волков и др //Свердловск: Изд. Урал, политехи, инст, 1990. Деп. ВИНИТИ 1990. №570. 13 с.

77. Шульгин Б.В. Особенности радиолюминесценции монокристаллов Lu2Si05-Ce / Б.В. Шульгин, 4.J1. Мельчер, В.И. Соломонов, Т.А. Белых, С.В. Подуровский, С.Г. Михайлов, А.Ю. Кузнецов. // Письма в ЖТФ, Т.22, 1996, вып.5, С.41

78. Suzuki Н. / Н. Suzuki, Т.А. Tombrello, C.L. Melcher, J.S. Schweitzer // Nuclear Instrument & Methods in Physic Research Sec. A 346 (1992) p.263.

79. Suzuki H. / H. Suzuki, T.A. Tombrello, C.L. Melcher, J.S. Schweitzer // IEEE Trans.Nucl.Sci.NS-40, 380 (1993).

80. Drozdowski W. VUV Response of the Lu2Si05:Ce Scintillator / W. Drozdowski, AJ. Wojtowicz, D. Wisniewski, P.Szupryczynski // DESY, HASYLAB, Annual Report-2002, Hamgurg, Germany, Электронный ресурс. http://www-hasylab.desy.de

81. Lempicki AJ A. Lempicki; J. Glodo //Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A. V. 416, N. 2,21 Nov. 1998, pp. 333-344(12)

82. Cooke D.W. Electron-lattice coupling parameters and oscillator strengths of cerium-doped lutetium oxyorthosilicate / D.W. Cooke, B.L. Bennett,

83. К J. McClellan, J.M. Roper, and M.T. Whittaker // Phys.Rev. В 61, 18 (2000), 11973

84. Rodriguez-Mendoza U.R. High-pressure luminescence studies in Ce3+:Lu2Si05 / U. R. Rodriguez-Mendoza, G. B. Cunningham, Y. Shen, K. L. Bray // Phys. Rev. В 64. P.1951512

85. Gaume R. Spectroscopic properties of Yb-doped scandium based compounds Yb:CaSc204, Yb:SrSc204 and Yb:Sc2Si05 / R. Gaume, B. Viana // Optical Materials V. 22, Issue 2 , April 2003, Pages 107-115

86. Takagi К. Cerium-activated Gd2Si05 single, crystal scintillator / K.Takagi, T.Fukazawa // Appl. Phys. Lett. 42(1), 1983.

87. Mori K. Role of core excitons formed 4f-4f transitions of Gd3+ on Ce3+1. Л Iscintillation in Gd2Si05:Ce / K. Mori, M. Nakayama, Hitoshi Nishimura. // Physical Review В V.67(2003) 165206.

88. Shimizu S. Luminescence decay of Ce-droped GSO under excitation of VUV photons with energy less that 30eV at room temperature / S. Shimizu, H. Ishibashi, A. Ejiri, S. Kubota // Nuclear Instrument & Methods in Physic Research, Sec. A 486(2002), 490-495.

89. Racholo Z.A. / Z.A. Racholo, I.A. Tale, V.D. Ryzhikov, J.L. Jansons, S.F. Burochas //Nucl. Trans. Radiat. Meas. 21 (1993) 121.

90. Wojtowicz A.J. VUV studies of energy transfer processes in GSO-Ce /

91. A.J. Wojtowicz, K.Wisniewski, M.Ptaszyk. // DESY, HASYLAB, Annual Report-2004, Hamgurg, Germany. Электронный ресурс. http://www-hasylab.desy.de

92. Priest Vann. ESP, optical absorbtion, and luminescence studies of the peroxy-radical defect in topaz. / Vann Priest, D.L.Cowan, H.Yasar F.K.Ross // PhysRew1. B, 44 (1991-11) 9878

93. Garvie L.A.J. Bonding in silicates: Investigation of the Si L2,3 edge by parallel electron energy-loss spectroscopy / L.A.J. Garvie, P. R. Buseck // American Mineralogist, Volume 84, pages 946-964,1999

94. Платонов A.H. Природа окраски самоцветов. / А.Н. Платонов, М.Н. Таран, B.C. Балицкий. М.:Недра, 1984.

95. Pinheiro М. V. В. OH/F substitution in topaz studied by Raman spectroscopy / M. V. B. Pinheiro, C. Fantini, K. Krambrock, A. I. C. Persiano, M. S. S. Dantas, and M. A. Pimenta // PhysRew B, 65(2002), 104301

96. Marques С. Luminescence studies in colour centres produced in natural topaz / C. Marques, L. Santos, A.N. Falcao, R.C. Silva, E. Alves // Journal of Luminescence, Vol. 87-89,2000, pp. 583-585

97. Боев А.Г. Тайны драгоценных камней. / А.Г. Боев Электронный ресурс., http://geo.web.ru

98. Silva, da D. N. The 0"(A12) centre in topaz and its relation to the blue colour. / D. N. da Silva, K. J. Guedes, M. V. B. Pinheiro, S. Schweizer, J.-M. Spaeth, K. Krambrock // Physica status solidi (c) Volume 2, Issue 1 , Pages 397 400.

99. Priest V. A dangling-silicon-bond defect in topaz / V.Priest, D.L. Cowan,

100. D.G. Reichel, F.K. Ross // J.Appl.Phys. 68, 3035 (1990).

101. Taran M.N. Optical spectroscopy study of variously colored gem-quality topazes from Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil / M.N. Taran, A.N. Tarashchan, H. Rager, St. Schott, K. Schuermann, W. Iwanuch. // Phys Chem Minerals (2003) 30: 546-555

102. Azorin J. Some minerals as TL dosimeters / J. Azorin, R.P.C. Salvi, A. Gutierrez // Health Phys. 43 (1982) 590.

103. Lima C.A.F. / C.A.F. Lima, L.A.R. Rosa, P.G. Cunha // Appl. Radiat. Isot. 37 (1986) 135.

104. Souza D.N. / D.N. Souza, J.F. de Lima, M.E.G. Valerio // Rad. E. Def. Sol. 135 (1995) 109.

105. Polisadova E.F. Pulsed cathodoluminescence in topaz crystals. /

106. E.F. Polisadova, V.I. Korepanov, M.V. Korovkin // III Ural workshop on advantaged scintilation and stogage optical material. Abstracts. Ekaterinburg 2002.

107. Полисадова Е.Ф. Спектрально-кинетические закономерности люминесценции минералов. // Авторефетар дисс. .канд. физ.-мат. наук. Томск. 2004. (Томский политехнический университет).

108. Zimmerer G. / G. Zimmerer // Nucl. Instr. Meth. A308 (1991) 178-186; Электронный ресурс. http://www-hasylab.desy.de.

109. ИЯФ им.Будкера СО РАН. Электронный ресурс. http://www.inp.nsk.su/

110. Рябухин О.В. Канал для исследования радиационно-оптических свойств твердых тел при облучении заряженными частицами / О.В. Рябухин,

111. A.В. Кружалов, Ф.Г. Нешов, Б.В. Шульгин. // Тез. докл. Первого всероссийского симпозиума по твердотельным детекторам ионизирующих излучений (Заречный, 28 ноября-2 декабря 1997), Екатеринбург 1997. С.63.

112. Oriel Instruments. Электронный ресурс. http://www.newport.com

113. Физика твердого тела. Лабораторный практикум. / В.А. Пустоваров, Екатеринбург:УГТУ-УПИ, 2003. 43с.

114. ThermoElectronCorp. Электронный ресурс.120. http://www.thermo.com/com/cda/product/detail/1,1055,115187,00.html. Лаборатория физических методов исследования твердого тела Электронный ресурс. http://www.uran.ru/structure/institutions/chimtt/r9ihim.htm.

115. Electronic Structure and Physical Properties of Solids: The Uses of the LMTO Method / Hugues Dreysse (Editor). Springer, 2000.

116. KohnW. Self consistent equation including exchange and correlation effects / W. Kohn, L.J. Sham // Phys.Rev. 1965, v.140, N4. P. A.l 133-1137.

117. Hedin L. Explicit local exchange-correlation potentials / L.Hedin,

118. B.I Lungquist //J.Phys.C. 1971, N4, P.2064-2048.124. Электронный ресурс.http://www.fkf.mpg.de/andersen/LMTODOC/LMTODOC.html

119. Originlab Corp. Электронный ресурс., www.originlab.com

120. Иванов В.Ю. Перенос энергии в кристаллах Gd2Si05-Ce, Y2SiC>5-Ce и Be2La205-Ce при селективном ВУФ- и остовном возбуждении / В.Ю. Иванов, В.А. Пустоваров, М.Кирм, Е.С. Шлыгин, К.И. Ширинский // Физика твердого тела. 2005. Т.47, вып. 8. С. 1435-1439

121. Шлыгин Е.С. Электронные возбуждения и процессы переноса энергии в ортосиликатах гадолиния и иттрия легированных Се / Е.С. Шлыгин // Научные труды VII отчетной конференции молодых ученых ГОУ УГТУ-УПИ. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2005. Ч.1.С.261-262.

122. Seitz F./ F.Seitz // Trans. Faraday Soc. 35 (1939) 79

123. О. К. Andersen. Linear methods in band theory. / Andersen O.K.// Phys. Rev. В 12,3060 (1975)

124. Barth, von U. / U. von Barth, L. Hedin // J. Phys. С 5 (1972) 1629.

125. Li Y.P. Band structures of all polycrystalline forms of silicon dioxide. / Y.P. Li, W. Y. Ching // Phys.Rev. В V 31,4,2172, 10530 (1999).

126. Structure and Imperfections in Amorphous and Crystalline Silicon Dioxide. / R. A. B. Devine, J.-P. Duraud, E. Dooryhee. John Wiley & Sons, 2000.

127. Ching W.Y. Nonscalability and nontransferability in the electronic properties of the Y-A1-0 system / W. Y. Ching and Yong-Nian Xu // Phys.Rev. В 59,20, 12 815 (1999)

128. Xu Yong-Nian. Electronic structure of yttrium aluminum garnet Y3AI5O12. / Yong-Nian Xu, W. Y. Ching. // Phys.Rev. В V 59, 16, 10530 (1999).

129. Pari G. First-principles electronic structure calculations of R3AI5O12 (R being the rare-earth elements Ce-Lu) / G. Pari, A. Mookerjee, A.K. Bhattacharya // PhysicaB 365 (2005) 163-172

130. Pidol L. Energy levels of lanthanide ions in a Lu2Si207:Ln3+ host / L. Pidol,

131. B. Viana, A. Galtayries, P. Dorenbos. //Phys. Rev. В 72, 125110 (2005)

132. Shlygin Е. Low-temperature time-resolved spectroscopy of natural topaz crystals / E.Shlygin, V.Ivanov, V.Pustovarov, A.Kruzhalov // HASYLAB Annual Report 2005. Hamburg. P. 659-660.

133. Иванов В.Ю. Электронные возбуждения в кристаллах ВеА1204, Be2Si04 и Be3Al2Si60i8 / В.Ю. Иванов, В.А. Пустоваров, Е.С. Шлыгин, А.В. Коротаев, А.В. Кружалов // Физика твердого тела. 2005. Т.47, вып. 3. С.452-459.

134. Шлыгин Е.С. Трансформация люминесцентно-оптических свойств силикатов при воздействии пучком ускоренных ионов / Е.С. Шлыгин,

135. В. Рябухин, В.Ю. Иванов // Проблемы спектроскопии и спектрометрии. Межвуз. сб. научн. тр. Екатеринбург: УГТУ-УТМ, 2003. Вып. 12. С.46-51

136. Globus М. Inorganic scintillators for modern and traditional application / M. Globus, B. Grinov, Jong Kyung Kim. Kharkiv, NAS Ukraine: 2005.

137. Kobayashi M. Effect of cerium doping on the radiation hardness of gadolinium silicate Gd2Si05 / M. Kobayashi, M. Ishii // NIM В Volume 82, Issue1, 1 July 1993, P. 85-90

138. Kobayashi M. Radiation damage of a cerium-doped lutetium oxyorthosilicate single crystal. / M. Kobayashi, M. Ishii, Ch. L. Melcher. // NIM A Volume 335, Issue 3 , 1 Nov 1993, P. 509-512.

139. Kozmaa P. Radiation sensitivity of GSO and LSO scintillation detectors./ Kozmaa P., Kozma P., Jr // NIM A.Volume 539, Issues 1-2,21 February 2005, Pages 132-136

140. Анцыгин И.Н, Агрегатные центры в кристаллах оксида бериллия при высоких флюенсах нейтронного облучения / И.Н. Анцыгин,