Электронные возбуждения и дефекты в кристаллах со структурой фенакита тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Кухаренко, Андрей Игоревич

• Кухаренко, Андрей Игоревич
• кандидат физико-математических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Кухаренко, Андрей Игоревич

Введение.

Глава 1. Кристаллическая структура, точечные дефекты и электронные возбуждения в широкозонных оксидах.

1.1. Строение и физико-химические свойства кристаллов фенакита.

1.1.1. Изоморфизм в кристаллах группы фенакита

1.1.2. Парамагнитные центры, оптическое поглощение и люминесценция кристаллов фенакита

1.1.3. Радиационные дефекты в фенаките.

1.2. Электронное строение простых и сложных оксидов.

1.3. Локализация электронных возбуждений в простых и сложных оксидах.

1.4. Постановка задачи

Глава 2. Объекты исследования и техника эксперимента

2.1. Объекты исследования.

2.2. Техника и методика эксперимента.

2.2.1. Импульсная катодолюминесценция

2.2.1.1. Градуировка измерительного тракта.

2.2.1.2. Погрешности измерений.

2.2.2. Люминесцентная и абсорбционная спектроскопия с временным разрешением при возбуждении сильноточным электронным пучком.

2.2.3. ВУФ-спектроскопия с временным разрешением.

2.2.4. Дополнительные методики исследования.

2.2.5. Анализ результатов эксперимента.

Выводы к главе

Глава 3. Зонная структура Вег8Ю4.

3.1. Моделирование зонной структуры идеального кристалла Ве28Ю

3.2. Рентгеновские спектры Ве28Ю4.

3.3. Межзонные оптические переходы в Ве28Ю4.

Выводы к главе

Глава 4. Точечные дефекты и локализации электронных возбуждений в кристаллах ВегЭЮд.

4.1. Точечные дефекты.

4.1.1. Парамагнитные центры в нейтронно-облученных кристаллах Ве28Ю4.

4.1.2. Оптическое поглощение, импульсная катодолюми-несценция и стационарная фотолюминесценция кристаллов Ве2ЭЮ4.

4.1.3. ВУФ-спектроскопия кристаллов Ве28Ю4.

4.1.4. Природа собственных дефектов в Ве28Ю4.

4.2. Локализация электронных возбуждений в кристаллах Ве28Ю4.

4.2.1. Импульсная катодолюминесценция Ве28Ю4.

4.2.2. Короткоживущее оптическое поглощение кристаллов Ве28Ю4.

4.2.3. ВУФ-спектроскопия кристаллов Ве28Ю4.

4.2.4. Люминесцирующие центры и связанные экситоны в Ве28Ю4.

4.2.5. Короткоживущие дефекты в кристаллах Ве28Ю4.

4.2.6. Автолокализованные экситоны в Ве2ЗЮ4.

Выводы к главе

Глава 5. Особенности люминесценции твердых растворов со структурой фенакита Бегвм^еС^ и Вег^ПхЭК^

5.1. Влияние замещений в кремнийкислородной подрешетке ВегЭн.хСеОд.

5.2. Влияние замещений в катионной подрешетке Ве2.хгпх8Ю

5.3. Центры люминесценции в кристаллах

Ве2Зн.хСе04 и Ве^г^С^.

Выводы к главе

Глава 6. Люминесценция молекулярного дефекта 02~ в кристаллах Ве20е

6.1. Люминесценция кристаллов Ве2Се04.

6.2. Молекулярный дефект 02~ в кристаллах Ве2Се04.

6.2.1. Радиационные повреждения в Ве2Се04.

6.2.2. Оптические свойства центра свечения.

6.2.3. Энергетическая структура 02" - центра

6.2.4. Электронно-колебательные взаимодействия.

Выводы к главе

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Электронные возбуждения и дефекты в кристаллах со структурой фенакита»

Актуальность темы. Важным направлением физики конденсированного состояния является исследования природы и свойств дефектов кристаллической структуры и элементарных возбуждений широкозонных оксидных материалов. Такие материалы находят широкое применение в оптике, электронике, лазерной технике, дозиметрии и других областях в качестве активных сред, люминофоров, сцинтиляторов и детекторов излучений. Вместе с тем многие вопросы, касающиеся закономерностей дефектообразования, механизмов релаксации в облученных оксидных материалах требуют детального изучения в каждом конкретном случае.

До настоящего времени точечные дефекты и электронные возбуждения интенсивно исследовались в простых оксидах (ВеО, М§0, А120з, 8Юг). Несмотря на это, многие фундаментальные вопросы в этой области остаются нерешенными. Проблема еще более усложняется в случае поликомпонентных соединений, имеющих, как правило, несколько типов атомных подреше-ток с достаточно низкой симметрией. Наличие в кристаллической решетке нескольких сортов атомов с разнотипными химическими связями, более сложная структура энергетических зон и другие особенности, характерные для сложных соединений, обеспечивают разнообразие типов структурных дефектов и собственных электронных возбуждений, вследствие чего усложняется идентификация и анализ их физической природы и механизмов возбуждения-релаксации. Перечисленные факторы определяют необходимость детального изучения модельных объектов, простейшим примером которых являются бинарные широкозонные оксидные кристаллы типа А2ВО4 (А = Ве, гп, Са, Бг, Ва; В = ве).

В этом отношении определенный интерес представляет изучение крил сталлов со структурой фенакита (точечная группа С з;). Родоначальником класса является ортосиликат бериллия ВегЗЮ^ К данному классу относятся также другие сложные оксиды типа ортосиликатов, ортогерманатов, орто-фосфатов и ортованадатов и твердые растворы на их основе. Соединения со структурой фенакита обладают весьма интересными оптическими, радиационными, термическими и другими полезными свойствами. К настоящему моменту такие материалы используются как люминофоры, а также рассматриваются в качестве новых лазерных кристаллов и наноразмерных систем.

Главная особенность атомного строения кристаллов указанного класса заключается в том, что 3-координированные атомы кислородной подрешетки имеют в ближнем окружении два атома Ве и один атом 81. В свою очередь, атомы бериллия и кремния (или другие атомы, занимающие их позиции в кристаллохимических аналогах фенакита) всегда находятся в тетраэдриче-ской координации по кислороду. Таким образом, кристаллы фенакита Вег8Ю4 можно рассматривать как модельный объект при изучении природы энергетической структуры, свойств точечных дефектов и электронных возбуждений в сложных оксидах. С другой стороны, подобная информация имеет важное значение и для практического применения кристаллов фенакита.

Цель настоящей работы - изучение природы и закономерностей образования радиационных дефектов и электронных возбуждений в кристаллах со структурой фенакита.

Научная новизна. Изучено влияние воздействия пучков электронов и нейтронов на оптические и люминесцентные свойства кристаллов со структурой фенакита (ВегБЮ^ БегвеС^, Ъщ&О^ и твердых растворов Ве2(8и.х0ех)04, (Ве2-х2пх)8Ю4). Впервые получены следующие результаты:

1. Методами люминесцентной и абсорбционной спектроскопией с временным разрешением получен комплекс экспериментальных данных, позволяющих установить, структуру как собственных электронных возбуждений (ЭВ), так и дефектов в кристаллах со структурой фенакита.

2. Первопринципным полнопотенциальным методом присоединенных плоских волн выполнен расчет зонной структуры и проведен анализ межзонных оптических переходов в кристалле Вег8Ю4.

3. Предложен двухканальный механизм автолокализации экситонов на [8Ю4]- и [Ве04]-тетраэдрах кристалла ВегЭК^.

4. В нейтронно-облученных кристаллах Ве28Ю4 обнаружены центры люминесценции, обусловленные дефектами структуры в виде диамагнитных дивакансий кислорода.

5. В нейтронно-облученных кристаллах Ве20е(>4 исследована энергетическая структура и электронно-колебательные взаимодействия молекулярного дефекта 02~.

Научная и практическая значимость работы определяется совокупностью полученных в диссертационной работе результатов. Выполненные исследования вносят вклад в понимание процессов создания и релаксации ЭВ в соединениях со структурой фенакита. Полученные результаты и представления о процессах радиационного дефектообразования в кристаллах Ве28Ю4 создают основу для разработки радиационно-стойких люминофоров и оптических электронных приборов, подвергающихся воздействию радиационных полей. Создана экспериментальная установка для исследования быстропротекающих процессов в твердых телах на базе вакуумного моно-хроматора.

Автор защищает:

1. Интерпретацию природы центров люминесценции, их кинетических параметров и каналов передачи энергии возбуждающего излучения в Ве28Ю4, Ве2Се04.

2. Механизмы релаксации электронных возбуждений при изоморфных замещениях в кремнийкислородных и берилийкислородных составляющих твердых растворов Ве2(81(.х0ех)04 и (Ве2^пх)8Ю4.

3. Результаты анализа зонной структуры и межзонных оптических переходов с участием электронных состояний атомов кислорода в Ве28Ю4.

4. Двухканальный механизм релаксации кислородных экситонов на локальных фрагментах атомной структуры Ве28Ю4.

5. Результаты экспериментального исследования дефектов и их природы в нейтронно-облученных кристаллах Ве28Ю4 и Ве2Се04.

6. Модель энергетической структуры и особенности электронно-колебательных взаимодействий молекулярного дефекта 02~ в кристалле Be2Ge04.

Личный вклад автора. Постановка задачи и определение направлений исследования были проведены автором совместно с научным руководителем и научным консультантом. Расчеты энергетического строения кристалла Be2SiC>4 проведены совместно с И.Р. Шейным. Рентгеноскопические измерения были получены на источнике синхротронного излучения ALS (Advanced Light Source) в Беркли (США) научной группой Э.З. Курмаева. Измерения методом люминесцентной ВУФ-спектроскопии с применением синхротронного излучения проведены в лаборатории HASYLAB (DESY, Гамбург) В.А. Пустоваровым. Измерения спектров короткоживущего поглощения и импульсной катодолюминесценции в диапазоне 2 - 5 эВ проведены совместно с В.Я. Яковлевым. Автор внес определяющий вклад в создание экспериментальной установки, на базе которой проведены люминесцентные исследования, и в планирование совместных экспериментов, обработку, анализ, интерпретацию полученных данных. Обобщение результатов диссертационного исследования, формулировка выводов и защищаемых положений принадлежат лично автору.

Апробация работы. Результаты и выводы диссертации опубликованы в 7 работах и представлены на VIII отчетной конференции молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ (Екатеринбург, 2005); 12-ой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых ВНКСФ-12 (Новосибирск, 2006); 6-ой европейской конференции Luminescent Detectors and Transformers of Ionizing Radiation LUMDETR-2006 (Львов, 2006); 13-ой Международной конференции по радиационной физике и химии неорганических соединений 13-RPC в рамках II международного конгресса по радиационной физике, сильноточной электронике и модификации материалов (Томск, 2006); международной научной конференции Spectroscopy and Crystal Chemistry of Minerals SCCM-2007 (Екатеринбург, 2007).

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Кухаренко, Андрей Игоревич

Основные результаты проведенной работы заключаются в следующем:

1. На базе малогабаритного наносекундного ускорителя электронов создана и аттестована специализированная экспериментальная установка для исследования спектрально-кинетических характеристик твердых тел в диапазоне 2,8 - 7,6 эВ при возбуждении сильноточным пучком электронов (Ее = 180 кэВ; I = 800 А/см2; ип = 3 не).

2. Первопринципным полнопотенциальным методом присоединенных плоских волн рассчитана энергетическая зонная структура и парциальная плотность состояний идеального кристалла Ве28Ю4. Результаты расчетов свидетельствуют о том, что потолок валентной зоны и дно зоны проводимости Ве28Ю4 формируются преимущественно состояниями атомов кислорода. Минимальная ширина энергетической щели соответствует Г-точке зоны Бриллюена. Результаты анализа энергетической структуры кристалла Ве28Ю4 и оценка вероятности низкоэнергетических межзонных переходов свидетельствуют о том, что при переносе заряда между состояниями кислорода в Г-точке зоны Бриллюена возникают экситонные состояния.

Экспериментальными методами рентгеновской абсорбционной и эмиссионной спектроскопии установлено, что потолок валентной зоны Ве28Ю4 формируется в основном О 2р-состояниями. Экспериментально определенная ширина валентной зоны Ве28Ю4 составляет 6,15 эВ.

3. На основе комплексного изучения соединений со структурой фенакита (Ве28Ю4, Ве20е04, гп28Ю4, Ве2(8Ь.хСех)04, (Ве2.х2пх)8Ю4) с использованием методов люминесцентной и оптической абсорбционной спектроскопии с наносекундным временным разрешением установлено, что процессы излучательной релаксации электронных возбуждений в таких кристаллах протекают с участием, как примесных (типа 0~Аь С^), так и собственных дефектов (У~ве, =81:). Полосы излучения при 3,6 и 4,1 эВ в кристаллах Ве28Ю4 и Ве2Се04 обусловлены созданием дефектов в виде нестабильных нарушений регулярных - О и Ве - О связей, возникающих под действием фотонных и электронных импульсов. В кристаллах 2п28Ю4 собственная люминесценция обусловлена короткоживущими возбуждениями ~ 200 мкс) возникающими при разрыве Ъп - О связи в [7л04]-тетраэдре.

В твердых растворах изоморфные замещения в кремнийкислородной ([8Ю4] -» [0е04]) и катионной (Ве -» 1п) подрешетках приводят к локальным искажениям кристаллической решетки, что генерирует центры свечения (0"гп) и безызлучательной релаксации ([0е04]5'). Увеличение доли германия в Ве2(811.х0ех)04 сопровождается снижением интенсивности полос собственной люминесценции (3,6 и 4,1 эВ) за счет перезахвата электронов на германиевые центры типа [Се04]5". Увеличение параметра х в (Ве2.х2пх)8Ю4 обеспечивает образование нового центра 0~хп, излучающего при 5,3 эВ.

4. В нейтронно-облученных кристаллах фенакита обнаружены точечные дефекты в кремнийкислородной подрешетке кристалла. Моновакансии кислорода служат причиной возникновения парамагнитных нелюминесци-рующих Е'-центров, наблюдаемых методами ЭПР и оптического поглощения. Причиной возникновения полосы люминесценции Ве28Ю4 при 3,75 эВ, селективно возбуждаемой при 4,9 эВ, являются диамагнитные кислородно-дефицитные центры (СЮС), представляющие собой, в структуре фенакита дивакансии кислорода локализованные вблизи атома кремния (=81:).

5. При возбуждении в ВУФ-области фотонами с энергией 9,7 эВ в кристаллах Ве28Ю4 экспериментально обнаружены нерелаксированные экситон-ные состояния. С учетом результатов теоретических расчетов, природа оптических переходов в указанной полосе интерпретирована как перенос заряда между состояниями атома кислорода потолка валентной зоны и дна зоны проводимости.

Предложена модель и механизм автолокализации экситонов в кристаллах Ве28Ю4. Процесс релаксации АЛЭ осуществляется по двум параллельным каналам с локализацией возбуждения на тетраэдрах [8Ю4] и [Ве04] с вероятность 0,88 и 0,12, соответственно.

6. В кристаллах со структурой фенакита обнаружен междоузельный ион 02~. Установлено, что указанный дефект образуется как в процессе синтеза образцов, так и после облучения нейтронами, а местами локализации люминесцирующего центра в кристаллической решетке являются структурные каналы, ориентированные вдоль главной кристаллографической оси. Исследована электронная структура и молекулярные электронно-колебательные взаимодействия дефекта 02~ в кристалле Ве2СеС>4. Анализ структуры оптических спектров показал, что фотовозбуждение дефекта сопровождается взаимодействием электронных состояний с полносимметричными колебаниями дефекта, а излучательная релаксация осуществляется преимущественно с участием вращательных мод 02~-центра. Наблюдаемые отличия энергетических термов дефекта в ортогерманате бериллия от термов для свободной молекулы 02~ отнесены к влиянию решетки кристалла.

Заключение

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Кухаренко, Андрей Игоревич, 2007 год

1. Yeganeh-Haeri A. Elasticity of a Beryllium Silicate (Phenacite: Be2Si04) / Weidner DJ. // Phys. Chem. Minerals. 1989. - V.16. - P.360-364

2. Shannon R.D. Dielectric Constants of Chrysoberyl, Spinel, Phenacite and Forsterit and the Oxide Additivity Rule /Subramanian M.A. // Phys. Chem. Minerals. 1989. - V.16. -P.747-751.

3. Hao Y. Luminescent properties of Zn2Si04:Mn phosphor under UV, VUV and CR excitation / Wang Y. // J. of luminescence. 2007. - V.122-123. - P. 1006-1008.

4. Веремейчик Т.Ф. Новые лазерные кристаллы сложных оксидов, активированных ионами d-элементов с переменной валентностью и различной структурной локализацией (обзор) / Жариков Е.В., Субботин К.А. // Кристаллография. 2003. - Т.48. - № 6. - С. 1042-1056

5. Synthesis and luminescence properties of Zn0/Zn2Si04/Si02 composite based on nanosized zinc oxide-confined silica aerogels / El Mir L., Amlouk A., Barthou C., Alaya S. // Physica B. 2007. - V.388. - P.412-417.

6. Особенности электронного строения силикатов / Диков Ю.П., Брытов И.А., Ромашенко Ю.Н., Долин С.П. М.: Наука, 1979. - 128 с.

7. Брэгг У.Л. Кристаллические структуры минералов / Клирнбулл Г.Ф. -М.:Мир, 1967.-390 с.

8. Белов Н.В. Очерки по структурной минералогии. М.:Недра, 1976. -344 с.

9. Ф. Либау. Структурная химия силикатов. М.:Мир, 1988, - 357 с.

10. Пущаровский Д.Ю. Структурная минералогия силикатов // Соровский образовательный журнал. 1998. - №3. - С. 83 - 91.

11. И. Пыляев М.И. Драгоценные камни, их свойства, местонахождения и употребление. СПб., 1888, репринт М., 1990.

12. W.L. Bregg. The crystalline structure of phenacite // Proc. Roy. Soc. 1927. -A113. - P.642.

13. Bragg W.L. The crystalline structure of phenacite, Be2Si04, and willemite, Zn2Si04 / Zachariansen W.H. // Z. Kristallogr. 1930. - 72. - P.518-528.

14. B.X. Захариасен. Уточненная кристаллографическая структура фенакита Be2Si04//Кристаллография. -1971. -Т. 16.-№6. С. 1161-1166.

15. Hazen R.M. High-pressure crystal chemistry of phenakite (Be2Si04) and bertrandite (Be4Si207(0H)2) / Au A.Y. // Physics and Chemistry of Minerals. 1986. - 13. -P.69-78.

16. Hazen R.M. High-temperature crystal chemistry of phenakite (Be2Si04) and Chrysoberyl (BeAl204) / Finger L.W. // Physics and Chemistry of Minerals. -1987. 14. -P.426-434.

17. Downs J.W. An exploratory examination of the electron density and electrostatic potential of phenakite / Gibbs G.V. // American Mineralogist. -1987. 72. - P.769-777.

18. Цирельсон В.Г. Прецизионный рентгеноструктурный анализ кристаллов // Соровский образовательный журнал. 2000. - Т.6. - № 6. - С.98 - 104.

19. Балицкий B.C. Синтетические аналоги и имитации природных драгоценных камней / Лисицына Е.Е. М.:Недра, 1981. - 158с.

20. Марфунин А.С. Спектроскопия, люминесценция и радиационные центры в минералах. М.: Недра, 1975. - 327 с.

21. Таращан А.Н. Люминесценция минералов. Киев: Наукова думка, 1978. -296 с.

22. Ушкова В.И. Экзоэлектронная спектроскопия поверхностых центров захвата в кристаллах фенакита и кварца: Дис. канд. физ.-мат. наук: 01.04.07 / УПИ. Свердловск, 1982. - 156 с.

23. Хан Ч. Кристаллические структуры виллемита Zn2Si04. и его германиевого аналога Zn2[Ge04] / Симонов М.А., Белов Н.В. // Кристаллография. 1970. - Т. 15. -№ 3. - С.457-460.

24. Hartman P. HZ. Kristallogr. 1989. - V. 187. - P. 139-143.

25. Kolitsch U. The crystal structure of phenacite-type Li2(Mo04), and scheelite-type LiY(Mo04)2 and LiNd(Mo04)2 // Z. Kristallogr. 2001. - V.216. - № 8. - P.449-454.

26. Zachariasen W.H. / Pletting H.A. // Acta Crystallogr. 1961. - 14. - P.229.

27. Daniels P. Al, Si order in the crystal structure of alpha-eucryptite (LiAlSi04) / Fyfe C.A. // American Mineralogist. 2001. - V.86. - P.279-283.

28. Кинетика и механизм образования галлогерманата лития / Семин Е.Г., Асланукова М.М., Хубиева З.К., Федоров Н.Ф.// Журнал прикладной химии. 1980. - № 11. - С.2527-2529.

29. Асланукова М.М. О кинетике образования литиевого цинкванадата / Хубиев A.M., Семин Е.Г. // Журнал прикладной химии. 1980. -№11.-С.2532-2535.

30. Bu X. A New Form of Lithium Zinc Phosphate with an Ordered Phenakite Structure, LiZnP04 / Gier Т.Е., Stucky G.D. // Acta Cryst. C. 1996. - 52. -P.1601-1603.

31. Hydrothermal synthesis and crystal structure of a-LiZnAs04 / Jensen T.R., Norby P., Hanson J.C., Simonsen O., Skou E.M., Stein P.C. and Boye H.A. // J. Mater. Chem. 1998. - 8 (4). - P.!969-975.

32. Москвин A.B. Катодолюминесценция. М.:ОГИЗ, 1948. - 348c.

33. Макаров E.C. Изоморфизм атомов в кристаллах. М.: Атомиздат, 1973. -288с.

34. Урусов B.C. О физическом смысле различных систем радиусов и их роли в решении вопросов изоморфизма // Проблема изоморфизма атомов в кристаллах. М. :Наука, 1971. - С. 12-31.

35. Урусов B.C. Твердые растворы в мире минералов // Соровский образовательный журнал. 1996. -№11.- С.54 - 60.

36. Schütz W. Die Kristallchemische Verwandscharft zwischem germanium und silicium // Zeit. Physik. Chem. 1936. - 31 В. - P.292-308.

37. Гребенщиков Р.Г. Кристаллическая энергетика некоторых тетраэдрических анионных радикалов // Изв. АН СССР, Неорг. матер. -1967. Т. 3. -№ 1. -С.127- 132.

38. Tarte P. Etude infra-rouge des ortosilicates et des ortogermanates. Une nouvell methode d'interpretation des specters // Spectrochim. acta. 1962. -V. 18. - P.467-483.

39. Беус A.A. Особенности изоморфного вхождения бериллия в кристаллические структуры минералов. // Геохимия. 1956. - № 1. -С.67-80.

40. Гурвич С.И. Находка бериллийсодержащего виллемита в СССР // Докл. АН СССР. 1963. - Т. 153. - № 3. - С.681-683.

41. Исследование системы Zn2Si04 Be2Si04 / Семин Е.Г., Кораблев Н.М., Асланукова М.М., Винникова В.И., Вагина Т.Ш. // Изв. АН СССР, Неорг. матер. - 1980.-Т. 16.-№ 12. -С.2177-2180.

42. Tsukioka М. Electron spin resonance of Cr5+ in Phenacite (Be2Si04) Single crystals / Yamamoto A., Kojima H. // J. Phys. Soc. Jap. 1973. - V.33. -№ 3. -P.681-686.

43. Новожилов А.И. / Электронный парамагнитный резонанс в облученном фенаките / Самойлович М.И., Карачковская А.И. // Журнал структурной химии. 1970. - Т. 11. - № 3. - С. 428-432.

44. O'Brien M.G.M. / The structure of color centers in smoky quartz // Proc. Roy. Soc. 1955. - A231. - P.404-414.

45. Trukhin A.N. Luminescence of silica glass containing aluminum oxide / Jansons J.L., Truhins K. // J. Non-Cryst. Solids. 2004. - V.347. - P.80 - 86.

46. Kortov V.S. Exoelectron Spectroscopy of Traps in Surface Layers of Phenakite and Quartz / Zatsepin A.F., Ushkova V.I. // Physics and Chemistry of Minerals. 1985. -V.12. -P.l 14-121.

47. Lozykowski H. EPR study of the hole centers in phenacite / Wilson R.G., Holuj F. //J. Chem. Phys. 1969. -V.51.-№ 6. -P.2309-2315.

48. Tomas Filho L. EPR and TL studies of phenakite crystal and application to dating / Ferraz G.M., Watanabe S. // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. -2005. 229 (2). - P.253-260.

49. Lozykowski L. Luminescence of phenacite / Holuj F. // J. Chem. Phys. -1969. V.51. -№ 6. -P.2315-2321.

50. О природе электронных и дырочных центров в монокристалле фенакита / Евграфова JI.A., Гайнуллина Н.М., Низамутдинов Н.М., Винокуров В.М. // Физика минералов. Казань, изд. КГУ, 1971. - Т. 11. - В.З. - С. 1422.

51. Anderson J.H. Paramagnetic resonance of color centers in germanium-doped quartz / Weil J.A. // J. Chem. Phys. 1959. - V.3. - № 2. - P.427-434.

52. Maskey J.H. / EPR study of impurity-related color centers in germanium-doped quartz // J. Chem. Phys. 1963. - V.39. - № 1. - P.74-83.

53. Неорганические люминофоры / Казанкин O.H., Марковский Л.Я., Миронов И.Л., Пекерман Ф.М., Петошина Л.Н. Л.:Химия, 1975. -192 с.

54. Tsukioka М. Electron spin resonance of Cr5+ in phenacite (Be2Si04) single crystals / Yamamoto A., Kojima H. // J. Phys. Soc. Jap. 1973. - V.33. - № 3. -P.681-686.

55. Tsukioka M. / Electron spin resonance of Cr3+ at tetrahedral sites in phenacite (Be2Si04) single crystals / Kojima H. // J. Phys. Soc. Jap. 1973. - V.35. - № 3.- P.818-821.

56. Исследование ванадий- и хромсодержащих фенакитов / Солнцев В.П., Харченко Е.И., Букин Е.Г., Рипинен О.И., Лохова Г.Г., Новгородцева Н.А. //Проблемы изоморфизма. Казань, изд-во КГУ, 1978. - С. 115-121.

57. Time-resolved spectroscopy of complex scintillators Al2Be04, Be2Si04 and Al2Be3Si60is / Korotaev A.V., Ivanov V.Yu., Pustovarov V.A., Kruzhalov A.V., Shulgin B.V. // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research,

58. Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 2002. - 486 (1 -2). - P.417-421.

59. Электронные возбуждения в кристаллах ВеА1204, Be2SiC>4 и Be3Al2Si60i8 / Иванов В.Ю., Пустоваров В.А., Шлыгин Е.С., Коротаев A.B., Кружалов A.B. // ФТТ. 2005. - Т.47. - № 3. - С.452-459.

60. Lottermoser B.G. Cathodoluminescence of phenakite // Mineralogical Magazine. 1986. - V.50. - № 4. - P.733-734.

61. Коротаев A.B. Релаксация электронных возбуждений в бериллийсодержащих оксидах: Дис. канд. физ.-мат. наук: 01.04.07 / ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. Екатеринбург, 2003 - 125 с.

62. Зацепин А.Ф. Радиационные нарушения поверхности фенакита, облученного быстрыми нейтронами / Кортов B.C., Ушкова В.И. // Журнал технической физики. 1981.-Т. 51.-№ 10. С.2105-2108.

63. Радиационные дефекты в фенаките / Пилипенко Г.И., Благинина JI.A., Андреев B.C., Зацепин А.Ф., Черлов Г.Б., Дмитриев И.А. // Радиационно-стимулированные явления в твердых телах. 1982. - № 3. - С. 127-133.

64. Радиационные повреждения поверхности окисных диэлектриков, облученных быстрыми нейтронами / Кортов B.C., Шабанова И.Н., Зацепин А.Ф., Ломаев С.Ф., Ушакова В.И., Баянкин В.Я. // Поверхность. Физика, химия, механика. 1983. -№ 3. - С. 110-114.

65. Кислородно-вакансионные комплексы в облученных нейтронами кристаллах фенакита / Зацепин А.Ф., Кортов B.C., Калентьев В.А., УшковаВ.И.//ФТТ.- 1988.- Т. 30.- № 5.-С. 1305-1309.

66. Зацепин А.Ф. Радиационные Е'-центры и экзоэмиссионная активность поверхности силикатных материалов / Ушкова В.И., Калентьев В.А. // Поверхность. Физика, химия, механика. 1990. - № 6. - С.100-105.

67. Изменение экзоэмиссионных свойств кристаллов кварца и фенакита в процессе радиационной трансформации структуры поверхности /

68. Зацепин А.Ф., Кортов B.C., Ушкова В.И., Калентьев В.А. // Поверхность. Физика, химия, механика. 1992. - № 4. - С.43-50.

69. Wang L.M. Amorphization and dynamic recovery of A2BO4 structure types during 1.5 MeV krypton ion-beam irradiation / Gong W.L., Ewing R.C. // Materials Research Society Symposium Proceedings. 321. - P.405-410.

70. Comparison of Ion-Beam Irradiation Effects in X2Y04 Compounds / Wang L., Gong W., Wang S., Ewing R.C. // Journal of the American Ceramic Society. -1999. V. 82. - № 12. - P.3321-3350

71. Zemann J. The shortest known polyhedral 0-0 distance in a silicate // Zeitschrift fur Kristallographie. 1986. - V. 175. - № 3-4. - P.299-303.

72. Силинь A.P. Точеные дефекты и элементарные возбуждения в кристаллическом и стеклообразном Si02 / Трухин А.Н. Рига: Зинатне, 1985.-244 с.

73. Skuja L. Optically active oxygen-deficiency-related centers in amorphous silicon dioxide // J. Non-Cryst. Solids. 1998. -V.239. - P. 16-48.

74. Hosono H. Defect formation in amorphous Si02 by ion implantation: Electronic excitation effects and chemical effects / Matsunami N. // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 1998. - V.141. - P.566-574.

75. Trukhin A.N. Radiation process in oxygen-deficient silica glasses: Is ODC(I) a precursor of E'-center? // J. Non-Cryst. Solids. 2006. - V.352. - P. 3002 -3008.

76. Зацепин А.Ф. Фотоэлектронная спектроскопия Е'-центров в кристаллическом и стеклообразном диоксиде кремния / Бирюков Д.Ю., Кортов B.C. // ФТТ. 2006. -Т.48. - № 2. - С.229-238.

77. Шварц К.К. Диэлектрические материалы: Радиационные процессы и радиационная стойкость / Экманис Ю.А. Рига: Зинатне, 1989. - 187 с.

78. Rolfe J. Optical absorption and fluorescence of oxygen in alkali halide crystals / Lipsett F.R., King W.J. // Phys. Rev. -1961. 123. - P.447-454.

79. Castner T.G., Jr. Spin-lattice relaxation of O2" molecular ion in the potassium halides // Phys. Kondes. Materie. 1970. - V.12. - P.104-130.

80. Rolfe J. Phonon sidebands in the emission spectrum of O2' in alkali halide crystals / Ikezawa M., Timusk T. // Phys. Rev. В 1973. - 7. - P.3913-3925.

81. Rolfe J. First excited states of the 02" ion // J. Chem. Phys. 1979. - 70. -P.2463-2465.

82. Богомолова Л.Д. Парамагнитные центры в ион-имилантированных неорганических стеклах / Жачкин В.А. // ФХС. 1998. - 24. - 1. - С.З-10.

83. Multimodal luminescence spectra of ion-implanted silica / Fitting H.-J., Roushdey S., Barfels T., Schmidt B. // Phys.stat.sol.(a). 2005. - 202. - 13. -P.R142-R144.

84. Беляев P.А. Окись бериллия. М:Атомиздат, 1980. - 224 с.

85. Chang К.J. Theoretical study of BeO: structural and electronic properties / Cohen Marvin L. // Solid State Communications. 1984. - V. 50. - № 6. -P.487-491.

86. Электронная структура совершенного кристалла BeO / Лобач В.А., Рубин И.Р., Кружалов В.А. и др. // ФТТ. 1987. - Т.29. - № 9. - С.2610-2616.

87. Van Camp Р.Е. Ground-state properties and structural phase transformation of beryllium oxide / Van Doren V.E. // Journal of Physics Condensed Matter. -1996. V. 8. - № 19. - P.3385-3390.

88. Chisholm J.A. A first principles investigation of stacking fault energies and bonding in wurtzite materials / Bristowe P.D. // J. Phys.: Condens. Matter. -1999. 11. - P.5057-5063.

89. Milman V. Elasticity of hexagonal BeO / Warren M.C. // J. Phys.: Condens. Matter. 2001. - 13. - P.241-25.

90. Электронное строение и химическая связь в вюртцитоподобном монооксиде бериллия / Макурин Ю.Н., Софронов А.А., Кийко B.C.,

91. Емельянова Ю.В., Ивановский A.JI. // Журнал структурной химии. -2002. Т.43. - № 3. - С.557-560.

92. Sashin V.A. Electronic band structure of beryllium oxide / Bolorizadeh M.A., Kheifets A.S. and Ford M.J. // J. Phys.: Condens. Matter. 2003. - 15. -P.3567-3581.

93. Baumeier B. Atomic and electronic structure of BeO and the BeO surface: An ab initio investigation / Kruger P., and Pollmann J. // Physical review B. -2007. 75. - P.045323.

94. Гриценко B.A. Электронная структура аморфного Si02: эксперимент и численное моделирование / Иванов P.M., Мороков Ю.Н. // ЖЭТФ. -1995. Т.108. - № 6 (12). - С.2216-2231.

95. Численное моделирование собственных дефектов в S1O2 и Si3N4 / Гриценко В.А., Новиков Ю.Н., Шапошников А.В., Мороков Ю.Н. // Физика и техника полупроводников. 2001. - Т.35. - № 9. - С.1041-1049.

96. Robertson J. Band gaps and defect levels in functional oxides / Xiong K., Clark S.J. // Thin Solid Films. 2006. - V.496. - P. 1-7.

97. Perlson B.D. Atomic hydrogen in alpha-quartz / Weil J.A. // J. Magnetic Resonance. 1974. - V. 15. - P.594-595.

98. Pantelides S.T. The optical absorption spectrum of Si02 // The physics of Si02 and its interfaces. Elmsford etc., Pergamon Press, 1978. - P.80-84.

99. Иванов Ю.В. Применение мультипольной модели и топологического анализа электронной плотности к исследованию химической связи и свойств силикатов: Автореф. дис. кандидата физ.-мат. наук: 02.00.04. -М, 1998.-22 с.

100. Электронное строение и структура валентной полосы ортосиликата бериллия и бериллата лантана / Бетенекова Т.А., Кружалов В.А., Осипова Н.М., Палванов В.П., Петров B.JL, Шабанова И.Н. // ФТТ. -1983.-Т. 25.-№ 1.-С. 175-179.

101. Лущик Ч.Б. Распад электронных возбуждений с образованием дефектов в твердых телах / Лущик А.Ч. М.:Наука, 1989. - 270 с.

102. Ландау Л.Д. О движении электронов в кристаллической решетке // Собрание трудов. Т.1. М.:Наука, 1969. - С.90-91.

103. Френкель Я.И. О поглощении света и прилипании электронов и положительных дырок в кристаллических диэлектриках // ЖЭТФ. -1936. Т.6. - № 5. - С.647-655

104. Ю1.Рашба Э.И. Автолокализация экситонов // Экитоны. М.:Наука, 1985. -С.385-424.

105. Tanimura К. Volume change of AI2O3 and MgAl204 induced by 14-MeV neutron irradiation / Itoh N. // J. Nuclear Materials. 1987. - V.150. - № 2. -P. 182-185.

106. Optical studies of self-trapped holes and excitons in beryllium oxide / Gorbunov S.V., Kudyakov S.V., Shulgin B.V., Yakovlev V.Yu // Radiation Effects and Defects in Solids. 1995. - V.135. - P.269-274.

107. Релаксация электронных возбуждений в оксиде бериллия: время-разрешенная ВУФ-спектроскопия / Пустоваров В.А., Иванов В.Ю., Кирм М., Кружалов А.В., Коротаев А.В., Циммерер Г. // ФТТ. 2001. - Т. 43. -№7.-С.И89-1195.

108. Кружалов А.В. Излучательная релаксация низкоэнергетических электронных возбуждений и точечные дефекты в оксиде бериллия / Огородников И.Н., Кудяков С.В. // Известия высших учебных заведений. Физика. 1996. - №11. - С.76-93.

109. Горбунов С.В. Возбуждение люминесценции автолокализованных экситонов при рекомбинации френкелевских дефектов в ВеО / Яковлев В.Ю. // ФТТ. 2005. - Т. 47. -№ 4. - С.603-607.

110. Mott N.F. The lifetime of electrons, holes and excitons before self-trapping / Stoneham I. // J. Phys. C. 1977. - V.10. - P.3391-3398.

111. Oxygen-associated trapped-hole centers in high-purity fused silicas / Stapelbroek M., Griscom D.L., Friebele E.J. and Sigel G.H. Jr. // J. Non-Cryst. Solids. 1979.- V.32.-№ 1-3.-P.313-326.

112. Tanimura К. / Tanaka T. and Itoh N. // Phys. Rev. Lett. 1983. - V.51. -P.423.

113. Itoh C. Optical studies of self-trapped excitons in Si02 / Tanimura K. and Itoh N. // J. Phys. C: Solid State Phys. 1988. - V.21. - P.4693-4702.

114. Trukhin A.N. Excitons in Si02: review // J. Non-Cryst. Solids. 1992. -V.149. -P.32-45.

115. Trukhin A.N. Self-trapped exciton luminescence in a-quartz // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 1994. - V.91. - P.334-337.

116. Исследование собственной люминесценции твердых растворов Zn2Sii.xGex04 / Кронгауз В.Г., Круг В.А., Манаширов О.Я., Мерзляков А.Т., Мерилоо И.А., Михитарьян В.Б., Савихина Т.И. // Труды ИФ АН ЭССР. 1985. - Т.57. - С. 199-208.

117. Гриценко Б.П., Яковлев В.Ю., Лях Г.Д., Сафонов Ю.Н. // Тез. Всесоюз. конф. по метрологии быстропротекающих процессов. М., 1978 - С.61.

118. Zimmerer G. // Nucl. Instr. Methods in Phys. Res. A. 1991. - V.308. -P.178

119. Соломонов В.И. Импульсная катодолюминесценция и ее применение для анализа конденсированных веществ / Михайлов С.Г. Екатеринбург: УрО РАН, 2003. - 182 с.

120. First experimental results from IBM/TENN/TULANE/LLNL/LBL undulator beamline at the advanced light source / Jia J.J., Callcott T.A., Yurkas J., Ellis

121. A.W., Himpsel F.J., Samant M.G., Stöhr J., Ederer D.L., Carlisle J.A., Hudson E.A., Terminello L.J., Shuh D.K., Perera R.C.C. // Review of Scientific Instruments. 1995. - V.66. - № 2. - P.1394-1397

122. Blaha P. WIEN2k. An Augmented plane wave plus local orbitals program for calculating crystal properties. / Schwarz К., Madsen G.K.H. // Tech. Univ. Wien, Wien, 2001.

123. Perdew J.P. Generalized gradient approximation made simple / Burke S., Ernzerhof M. // Phys. Rev. Lett. 1996. - V.77. - P.3865-3868.

124. K. Schwarz, A. Neckel // Phys. Chem. Chem. Phys. 1975. - 79. -P. 1071.

125. K. Schwarz, E. Wimmer//J. Phys. F: Metal Phys. 1980. - 10. - P. 1001.

126. Цидильковский И.М. Электроны и дырки в полупроводниках. Энергетический спектр и динамика. М.:Наука, 1972. - 640 с.

127. Бонч-Бруевич B.JI. Физика полупроводников / Калашников С.Г. -М.:Наука, 1977.-672 с.

128. Chelikowsky J.R. Electronic states in a-Si02: A self-consistent pseudopotential calculation / Schlüter M. // Phys. Rev. B. 1977. - V.15. -№8. - P.4020-4029.

129. Барабан А.П. Электроника слоев SiC>2 на кремнии / Булавинов В.В., Коноров П.П. Л.:изд.ЛГУ, 1988. - 300 с.

130. Sobolev V.Val. Optical Spectra of Amorphous and Polycrystalline Beryllium Oxide over a Wide Energy Range of Fundamental Absorption / Mordas D.O. and Sobolev V.V. // Glass Physics and Chemistry. 2003. - V.29. - №4. -P.353-359.

131. Благинина JI. А. Точечные дефекты в облученном нейтронами фенаките / Калентьев В.А., Клинов Ф.М. // Журнал прикладной спектроскопии. -1988. T.49. - С.299-304.

132. Гриценко Б.П. Поглощение и люминесценция кристаллического кварца при наносекундном облучении электронами / Лисицын В.М., Степанчук В.Н. // ФТТ. 1981. - Т.23. - № 2. - С.393-396.

133. Гриценко Б.П. Собственные короткоживущие дефекты в кварце / Лисицын В.М. // ФТТ. 1985. - Т.27. - № 7. - С.2214-2216.

134. Стабильное и метастабильное оптическое поглощение нелинейных кристаллов 1лВз05 / Огородников И.Н., Портников A.B., Кудяков C.B., Кружалов A.B., Яковлев В.Ю. // ФТТ. 1997. - Т.39. - № 9. - С.1535-1537

135. Метастабильное оптическое поглощение и люминесценция кристаллов тетрабората лития Ü2B4O7 / Огородников И.Н., Яковлев В.Ю., Кружалов A.B., Исаенко Л.И. // ФТТ. 2002. - Т.44. - № 6. - С. 1039-1047.

136. Метастабильное оптическое поглощение дырочных поляронов в кристаллах ADP (NH4H2P04) и KDP (КН2Р04) / Огородников И.Н., Яковлев В.Ю., Шульгин Б.В., Сатыбалдиева М.К. // ФТТ. 2002. - Т.44. -№ 5. - С.845-852.

137. Релаксация электронных возбуждений в оксиде бериллия. II. Релаксация экситонов на изовалентных примесях / Иванов В.Ю., Пустоваров В.А., Горбунов C.B., Кудяков C.B., Кружалов A.B. // ФТТ. 1996. - Т.38. - № 11. - С.3333-3342.

138. Лейман К. Взаимодействие излучения с твердым телом и образование элементарных дефектов. М.: Атомиздат, 1979. - 296 с.

139. Schmidt R. Time-resolved measurment of O^Ig"1") in solition. Phosphorescence from an upper excited state / Bodesheim M. // J. Phys. Chem. 1994. - V.98. - № 11 - P.2874-2876.

140. Schmidt R. Collision-Induced Radiative Transitions b'Sg+ -» a'Ag, b'Zg+ -> X3Sg', and a'Ag X3!/ of 02 / Bodesheim M. // J. Phys. Chem. 1995. -V.99. -P.15919-15924.

141. Skuja L. Detection of interstial oxygen molecules in Si02 glass by direct photoexcitation of the infrared luminescence of singlet 02 / Guttler B. // Phys. Rev. Lett. 1996. - V.77. - P. 2093-2096.

142. Infrared photoluminescence of preexisting or irradiation-induced interstial oxygen molecules in glassy Si02 and a-quartz / Skuja L., Guttler В., Schiel D., Silin A.R. //Phys. Rev. B. 1998. - V.58. - P. 14296-14304.

143. Ewig C.S. Ab initio study of the electronic states of 0{ in vacuo and in simulated ionic solids / Tellinghuisen J. // J. Chem. Phys. 1991. - V.95 (2). -P.1097-1106.

144. Шпольский Э.В. Атомная физика. T.2. Основы квантовой механики и строение электронной оболочки атома. М.: Наука, 1974. - 448 с.

145. Ландау Л.Д. Теоретическая физика. T.III. Квантовая механика. М.: Наука, 1989.-430 с.

146. Boness M.J.W. Structure of 02 / Schulz G.J. // Phys. Rev. A. 1970. -2-P.2182-2185.