WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

зарегистрирована полоса ФЛ при 2.8 eV с аномально коПоэтому механизм возбуждения люминесценции ODC в ротким для триплет-синглетной люминесценции времеданном случае может включать процесс межцентрового нем экспоненциального затухания 0.84 µs. Наблюдаемое переноса энергии возбуждения между поверхностными в наших экспериментах возникновение спектральных дефектами различной природы. Спектральное положеполос, смещенных относительно спектра поверхностных ние полосы 6.8 eV соответствует области оптическоODC и характеризующихся более медленной кинетикой го возбуждения ODC-дефектов в высокоэнергетическое затухания, свидетельствует об образовании в образцах синглетное состояние S2 [4]. Вместе с тем наблюдаемая № 2 и 3 новых разновидностей кислородно-дефицитных для нано-SiO2 полоса возбуждения 6.8 eV коррелирует центров, отличных от таковых в образце № 1. Протетакже с оптическим поглощением кремниевых класте- кание процессов объединения и трансформации кремров SiSiSi (6.7 eV), обнаруживаемых в нестехиомет- ниевых кластеров в термообработанных образцах подрических кварцевых стеклах [11]. Данные факты ука- тверждается данными спектроскопии комбинационного зывают на возможность существования в исследуемых рассеяния. Рис. 5 (кривые 1, 2) показывает, что отжиг Физика твердого тела, 2006, том 48, вып. 1210 В.С. Кортов, А.Ф. Зацепин, С.В. Горбунов, А.М. Мурзакаев исходной керамики при 1000C приводит к возникнове- GeODC. В сравнении с образцом № 2 в кинетике нию и росту интенсивности в спектре КР пика 490 cm-1 затухания КЛ при 2.7 eV образца № 3 увеличивается и широкой полосы в области 450 cm-1, связанных с фор- вклад медленных экспоненциальных компонент с времемированием поверхностной и объемной фазы аморфного нами 1.3 и 38 µs (рис. 3). При этом также увеличиваются кремния [14]. времена затухания двух экспоненциальных компонент в Результаты показывают, что наряду с объединением кинетике КЛ при 3.2 eV (0.12 и 1.3 µs). Формирование в кластеров SiSiSi в нанокристаллиты в ходе термооб- образце № 3 центров ODC-типа прослеживается также работки при 1000C возможен также распад кластеров с по спектрам возбуждения ФЛ (вставка на рис. 4, c).

образованием новых люминесцирующих дефектов. Ме- Наблюдается дальнейший рост интенсивности E-полосы ханизм такой конверсии может быть представлен в виде в области 7.5-7.6 eV. Таким образом, эти данные покаквазихимической реакции зывают, что в процессе термической обработки на воздухе в частично закристаллизованном SiO2 формируются SiSiSiSi+Si +=Si: Si-Si +=Si: (2) ODC-дефекты объемного типа с параметрами, близкими к характеристикам аналогичных центров в кварцевых Из схемы (2) видно, что на различных стадиях данного стеклах [3,4].

процесса могут возникать нелюминесцирующие дефекты Si (E -центры) и различные типы ODC, свойственные аморфным модификациям SiO2, такие как нейтральная 4. Заключение моновакансия кислорода Si-Si и двухкоординированный атом кремния =Si : [3]. В реальных условиях в В настоящей работе изучены спектрально-кинетислучае стабилизации системы на промежуточной стадии ческие свойства люминесцирующих дефектов, хараквозможно одновременное сосуществование всех пере- терных для различных форм наноструктурированной численных типов дефектов. Подтверждением подобных керамики SiO2.

превращений можно считать наблюдаемое в спектрах Результаты исследования импульсной катодо- и фовозбуждения термообработанных образцов увеличение толюминесценции указывают на возможность образоинтенсивности полосы 7.5 eV, характерной для высокования набора различных модификаций ODC, в частновозбужденных состояний ODC [4,5].

сти, поверхностных аналогов нейтральных кислородных Отжиг на воздухе при 1400C (образец № 3) приводит моновакансий Si-Si (Ge-Ge) или двухкоордик дальнейшей трансформации параметров люминесцинированного кремния =Si: (=Ge:). Возбуждение фоторующих дефектов. В спектральной области при 3.2 eV люминесценции таких центров в полосах поглощения кинетика затухания описывается суммой двух экспоповерхностных Es -центров и кластеров SiSiSi моненциальных компонентов с временами около 0.12 и жет быть обусловлено переносом энергии в процессе 1.3 µs (рис. 3, a). В области 2.0-2.7 eV в кинетике затубезызлучательной релаксации Es-центров и кремниевых хания КЛ могут быть выделены три экспоненциальные нанокластеров. На основе изучения спектров и кинетики стадии с временами затухания 0.1, 1.3 и 38 µs (рис. 3, b).

излучательной релаксации установлены закономерности Спектр КЛ наиболее медленного компонента, измерентрансформации люминесцирующих дефектов, указываный с задержкой 120 µs относительно момента окончающие на протекание термоиндуцированных процессов ния импульса электронного пучка, характеризуется доконверсии различных типов ODC и кластеризованных минирующей полосой с максимумом при 2.3 eV, а также дефектов при изменении структурного состояния образболее слабыми полосами при 2.7 и 3.4 eV (рис. 2, b).

цов SiO2 от наноаморфного до частично кристалличеСпектр ФЛ образца № 3 (рис. 4, c) показывает, что ского.

термообработка нанокерамики SiO2 при 1400C привоАвторы выражают благодарность Ю.А. Котову за дит к увеличению интенсивностей полосы при 2.7 eV, поддержку работы и содействие в аттестации образцов, а также полос при 3.1 и 4.1 eV. Спектр возбуждения В.Ю. Яковлеву и В.А. Пустоварову за помощь в провеФЛ при 2.7 eV (вставка на рис. 4, c) демонстрирует дении экспериментов.

дальнейшее увеличение эффективности свечения при возбуждении в полосе 7.5 eV.

Как уже было отмечено, результатом термического Список литературы отжига при 1400C, по данным рентгенофазового анализа и КР-спектроскопии, является формирование в аморф[1] H. Huang, A. Choudrey, P. Yang. Chem. Commun. 12, ном SiO2 кристаллической фазы. Наблюдаемые в спек(2000).

трах КР образца № 3 линии 418 и 230 cm-1 (кривая [2] D.R. Rolison. Science 299, 1698 (2003).

на рис. 5) свидетельствуют об образовании -кристоба[3] L. Skuja. J. Non-Cryst. Solids 239, 16 (1998).

лита [15]. При этом в спектрах ФЛ увеличиваются интен[4] S. Agnello, R. Boscaino, M. Caunas, F.M. Gelardi, M. Leone, сивности полос при 2.7, 3.1 и около 4.1 eV. Спектральные B. Boizot. Phys. Rev. B 67, 0333202 (2003).

характеристики полос люминесценции при 2.7 и 3.1 eV [5] S. Agnello, R. Boscaino, M. Caunas, F.M. Gelardi, M. Leone.

указывают на формирование дефектов типа SiODC и Radiation Effects and Defects in Solids 157, 615 (2002).

Физика твердого тела, 2006, том 48, вып. Люминесцирующие дефекты в наноструктурном диоксиде кремния [6] A.O. Volchek, V.M. Lisitsyn, A.I. Gusarov, V.Yu. Yakovlev, V.I. Arbuzov. Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. B 211, 100 (2003).

[7] G. Zimmerer. Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. A 308, 178 (1991).

[8] A.N. Trukhin, J. Jansons, H.-J. Fitting, T. Barcfels, B. Schmidt.

J. Non-Cryst. Solids 331, 91 (2003).

[9] С.В. Горбунов, А.Ф. Зацепин, В.А. Пустоваров, С.О. Чолах, В.Ю. Яковлев. ФТТ 47, 4, 708 (2005).

[10] A.F. Zatsepin, V.S. Kortov, V.A. Pustovarov, D.Yu. Biryukov.

Phys. Stat. Sol. (c) 2, 1, 343 (2005).

[11] K. Awazu, H. Kawazoe, K. Muta. J. Appl. Phys. 70, 1, (1991).

[12] Г.А. Качурин, С.Г. Яновская, К.С. Журавлев, M.-O. Ruault.

ФТП 35, 10, 1235 (2001).

[13] A. Anneda, C.M. Carbonaro, F. Clemente, R. Corpino. J. Appl.

Phys. 92, 6, 3034 (2002).

[14] Г.А. Качурин, С.Г. Яновская, В.А. Володин, В.Г. Кеслер, А.Ф. Лейер, M.-O. Ruault. ФТП 36, 6, 685 (2002).

[15] J. Bates. J. Chem. Phys. 57, 9, 4042 (1972).

Физика твердого тела, 2006, том 48, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.