The object of research, development or design (in Russian) : Излучательная релаксация электронных возбуждений в щелочногалоидных кристаллах при понижении симметрии решетки легкии катионами и деформацией

The object of research, development or design (in Kazakh) : Излучательная релаксация электронных возбуждений в щелочногалоидных кристаллах при понижении симметрии решетки легкии катионами и деформацией

Aim of work (in Russian) : Целью проекта является улучшение люминесцентных характеристик щелочногалоидных кристаллов путем прямого воздействия деформации, понижающей симметрию кристаллической решетки, на предраспадные излучательные состояния электронных возбуждений. Одноосная деформация осуществляется механически вдоль кристаллографических направлений и , а локальная деформация решетки – введением в матрицу точечных структурных дефектов (легкие катионы-гомологи и вакансии).

Aim of work (in Kazakh) : СГК-дың сәуле шығару құбылысын арттыру мақсатында электрондық қозулардың (ЭҚ) ыдырау алды күйіне серпімді деформациямен тікедей әсер етіп, ЭҚ-дың ыдырау күйін негізінен сәуле шығаруға лықсытып жіберу болып табылады. Бір осьті механикалық деформация , кристаллографиялық бағыттар бойынша жүзеге асырылса, ал нүктелік деформация – жеңіл катиондар мен вакансиялар енгізу арқылы жүзеге асырылады.

Методы исследования (на русском) : Методами исследования являются экспериментальные методы люминесцентной, термоактивационной и абсорбционной спектроскопии, направленные на исследования релаксации электронных возбуждений в щелочногалоидных кристаллах в широком интервале температур и спектра при понижением симметрии решетки путем воздействия одноосной упругой и локальной деформацией. Упругая деформация кристаллов была осуществлена в специальном криостате при низкой температуре (85К), ее значение и предел определены экспериментально по кривой зависимости интенсивности излучения от степени деформации. Локальная деформация кристаллов реализована путем внедрения в решетку катиона-гомолога меньшего радиуса относительно собственного катиона (например, KCl-Li, KCl-Na, NaCl-Li и т.д.). Люминесцентная и термоактивационная экспериментальная установка позволяет регистрировать спектры фотолюминесценции, рентгенолюминесценции, туннельной люминесценции и термостимулированной люминесценции кристаллов в широком интервале температур (80-300К) при возбуждении фотонами вакуумной ультрафиолетовой области спектра, а также и рентгеновской радиацией

Методы исследования (на казахском) : Зерттеу әдістері бір осьті серпімді және нүктелік деформацияға әсер ету арқылы тор симметриясының төмендеуімен температура мен спектрдің кең диапазонында сілтілі галоидты кристалдардағы электронды қозулардың релаксациясын зерттеуге бағытталған люминесцентті, термобелсенді және абсорбциялық спектроскопияның эксперименттік әдістері болып табылады. Кристалдардың серпімді деформациясы төмен температурада (85 К) арнайы криостатта жүзеге асырылды, оның мәні мен шегі сәулелену қарқындылығының деформация дәрежесіне тәуелділік қисығы бойынша эксперименталды түрде анықталды. Кристалдардың нүктелік деформациясы катион-гомолог торына өзінің катионынан салыстырмалы түрде кіші радиусты енгізу арқылы жүзеге асырылды (мысалы, KCl-Li, KCl-Na, NaCl-Li және т.б.). Люминесцентті және термобелсенді эксперименттік қондырғы спектрдің вакуумдық ультракүлгін аймағының фотондарымен, сондай-ақ рентгендік радиациямен қозған кезде кристалдардың фотолюминесценция, рентгенолюминесценция, туннельдік люминесценция және термоынталандырылған люминесценция спектрлерін температураның кең интервалында (80-300К) тіркеуге мүмкіндік береді.

Obtained results and novelty (in Russian) : 1. Экспериментально продемонстрировано прямое воздействие низкотемпературной упругой деформации на длину свободного пробега экситона до автолокализации в ЩГК, и на примере матрицы KI установлено усиления интенсивности σ и π – люминесценции автолокализованного экситона с ростом степени упругой деформации. Упругая деформация впервые применена для определения природы Ex - люминесценции в кристаллах RbI. 2. Установлено, что усиление интенсивности люминесценции упругодеформированных кристаллов CsI происходить за счет разгорания люминесценции при 3,67 эВ автолокализованного экситона (АЛЭ) с асимметричной конфигурацией (weak off) при облучении рентгеновской и ВУФ-радиации, создающие анионных экситонов и электронно-дырочных пар. 3. В первые в матрице KCl в поле легкого катиона-гомолога (Li, Na) обнаружен уникальный эффект, сопровождающий интенсивную люминесценцию с максимумами при 3,1 эВ и 2,8 эВ (в 50 и 25 раз больше в зависимости от концентрации примеси, соответственно), который интерпретирован как результат рекомбинационной сборки экситоноподобных возбуждений в поле легких катионов за счет длины свободного пробега нерелаксированных дырок. 4. Направленное воздействие по кристаллографическим направлениям (100 и 110) еще больше усиливает эффект разгорания люминесценции с максимумами при 3,1 эВ и 2,8 эВ в кристалле KCl-Na за счет повышения подвижности нерелаксированных дырок при фокусировке краудионного движения по галогенному ряду

Obtained results and novelty (in Kazakh) : 1. Төмен температуралы серпімді деформацияның экситонның СГК-да өздігінен қармалғанға дейінгі еркін жүру жолына тікелей әсері эксперименталды түрде көрсетілді және KI матрицасының мысалында серпімді деформация дәрежесінің жоғарылауымен өздігінен қармалған экситонның σ және π- люминесценцияларының қарқындылығының артуы анықталды. Серпімді деформация алғаш рет RbI кристалдарындағы Ex - люминесценцияның табиғатын анықтау үшін қолданылды. 2. Серпімді деформацияланған CsI кристалдарының люминесценция қарқындылығының жоғарылауы аниондық экситондар мен электрон-кемтікті жұптар туғызатын рентген және ВУК-радиация сәулеленуі арқылы ассиметриялық конфигурациясы (weak off) бар өздігінен қармалған экситонның (ӨҚЭ) 3,67 эВ кезіндегі люминесценциясының жануы есебінен орын алатыны анықталды. 3. Алғашқы рет жеңіл гомологты катион (Li, Na) өрісіндегі KCl матрицасында 3,1 эВ және 2,8 эВ (тиісінше қоспаның концентрациясына байланысты 50 және 25 есе көп) максимумы бар қарқынды люминесценциямен бірге жүретін ерекше әсер табылды, ол босаңсымаған кемтіктің еркін жүру жолына байланысты жеңіл катиондар өрісіндегі экситон тәрізді қозулардың рекомбинациялық жинақталуының нәтижесі ретінде түсіндірілген. 4. Кристаллографиялық бағыттар бойынша бағытталған әрекет (100 және 110) галогендік қатары бойымен краудиялық қозғалысты фокустау кезінде босаңсымаған кемтіктердің қозғалғыштығын арттыру есебінен KCl-Na кристалында 3,1 эВ және 2,8 эВ максимумдарымен люминесценцияның өршу әсерін одан әрі күшейтеді

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Конструктивные показатели проекта по улучшению излучательной способности щелочногалоидных кристаллов (ЩГК) путем направленного воздействия на предраспадное состояние электронных возбуждений качественно продемонстированы оригинальными экспериментальными результатами, приводящими к многократным разгораниям люминесценции и является весьма перспективным направлением исследования в поиске новых материалов в качестве сцинтилляционных детекторов. Материально-техническая база по выполнению проекта соответствует технико-экономическим показателям, охватывающим масштабный арсенал спектральных методов исследования, какими являются абсорбционные, люминесцентные и термоактивационные в сочетании специального криостата, позволяющего произвести низкотемпературную деформацию кристаллов. Многофункциональный спектральный комплекс позволяет регистрировать спектры рентгенолюминесцении (РЛ), туннельной люминесценции (ТЛ) и термостимулированной люминесценции (ТСЛ), а также интегральной развертки ТЛ и ТСЛ кристаллов с помощью светосильного монохроматора МСД-2 и фотоэлектронного умножителя типа Н 8259 фирмы «Нamamatsu», работающих в режиме счета фотонов, управляемых специальными программами SpectraScan и ThermoScan в широком интервале спектра 200÷850 нм и температур 85÷400 К под воздействием одноосной деформации (ε=0,1÷2,0%) в условиях высокого технического вакуума. Абсорбционные характеристики исследовались с помощью двухлучевого спектрофотометра «Evolution - 300» со встроенным криостатом

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Электрондық қозулардың ыдырау алдындағы күйіне бағытталған әсер арқылы сілтілі галоидты кристалдардың сәуле шығару қабілетін жақсарту жөніндегі жобаның конструктивті көрсеткіштері люминесценцияның бірнеше ретті өршуіне әкелетін түрнұсқалық эксперименттік нәтижелермен сапалы түрде көрсетілген және сцинтилляциялық детекторлар ретінде жаңа материалдарды іздеудегі зерттеудің перспективтік (болашағы зор) бағыты болып табылады. Жобаны іске асырудың материалдық-техникалық базасы кристалдардың төмен температуралық деформациясын жасауға мүмкіндік беретін арнайы криостаттың үйлесімімен абсорбциялық, люминесцентті және термобелсендірілген болып табылатын спектрлік зерттеу әдістерінің кең ауқымды арсеналын қамтитын техникалық-экономикалық көрсеткіштерге сәйкес келеді. Көпфункционалды спектрлік кешен рентгенлюминесценция (РЛ), туннельді люминесценция (ТЛ), термоынталандырылған люминесценция (ТЫЛ) спектрлерін, сонымен қатар жоғары техникалық вакуум жағдайында кең спектрлі 200÷850 нм интервалда және 85÷400 К температурада біросьті деформация әсерінен арнайы SpectroScan және ThermoScan бағдарламаларымен басқарылатын жарық күші бар МСД-2 монохроматоры және фотон есептеу режимінде жұмыс жасайтын Hamamatsu фирмасының H 8259 типті фотоэлектрондық көбейткіші көмегімен кристалдардың ТЛ және ТЫЛ интегралдық жаймаларын тіркеуге мүмкіндік береді. Абсорбциялық сипаттамалары кіріктірілген криостаты бар «Evolution-300» қоссәулелі спектрофотометрдің көмегімен зерттелді

Level of implementation (in Russian) :

Level of implementation (in Kazakh) :

Efficiency (in Russian) :

Efficiency (in Kazakh) :

Field of application (in Russian) : прикладные исследования в области физики

Field of application (in Kazakh) : Физикадағы қолданбалы зерттеулер