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镁铝尖晶石透明陶瓷辐照缺陷的热释光研究

王玲珑;郭英杰;刘强;王晓中;何捷;张雷;林理彬

  镁铝尖晶石透明陶瓷以其具有良好的光学透过率和机械性能而成为红外系统和聚变系统窗口的最佳候选材料,了解其辐照后缺陷状态分布是非常必要的。而材料热释光的峰值与陷阱深度有关,可以通过材料热释光曲线了解固体中陷阱状态分布的确切信息,本文以辐照能量为1.7MeV,束流强度0.7μA,总注量10~(13)-10~(17)cm~(-2)的电子辐照镁铝尖晶石透明陶瓷,利用紫外-可见分光光度计,热释光剂量仪辐研究照前后缺陷变化规律,结果显示,电子辐照镁铝尖晶石将在样品中产生V型色心,V型色心很容易产生饱和,当注量达到10~(11)cm~2时样品的V型色心即达到饱和,样品V型色心达到饱和时其在370nm处的透过率不再发生下降。V型色心并不稳定,在常温下有近一半的V型色心的空穴能从陷阱中逃逸出来,其空穴获释所需的激活能为0.87 eV。当辐照注量达到10~(16)cm~2时透射谱中将出现F心吸收峰,F心较镁铝尖晶石晶体中的F心稳定,在常温下放置没有发现其向F心转变。另外,样品中F心较V型色心稳定,其浓度随注量的增加而增加。样品辐照一天后的热释光发光曲线进行高斯解谱发现有三个峰,其峰值温度大致是162,279和327℃,第一峰的位置和强度随辐照后放置时间不同而不同,样品放置一年后仅存两个峰,第一峰完全消失,样品的第1峰放置一天后的激活能为0.4eV,放置三个星期后激活能为0.5eV。第2、3峰的激活能分别为1.2eV和1.8eV,样品的第一峰不但与样品中固有缺陷产生V型色心有关,而且主要是和电子辐照后产生的新的反尖晶石结构缺陷有关。样品的第2,3峰不但与F心中的电子获释有关,还和部分V型色心及F型色心之间的转变有关。……