Научно-технический
«ОПТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ»
издается с 1931 года
 
   
Русский вариант сайта Английский вариант сайта
   
       
   
       
Статьи последнего выпуска

Электронные версии
выпусков начиная с 2008


Алфавитный указатель
2000-2010 гг


444
Архив оглавлений
выпусков 2002-2007 гг


Реквизиты и адреса

Вниманию авторов и рецензентов!
- Порядок публикации
- Порядок рецензирования статей
- Типовой договор
- Правила оформления
- Получение авторского вознаграждения
- Редакционная этика


Контакты

Подписка

Карта сайта




Журнал с 01.12.2015 допущен ВАК для публикации основных результатов диссертаций как издание, входящее в международные реферативные базы систем цитирования (Web Science, Scopus) (см. Vak.ed.gov.ru Перечень журналов МБД 16.03.2018г)

УВАЖАЕМЫЕ ПОДПИСЧИКИ НАШЕГО ЖУРНАЛА!
По техническим причинам «Оптический журнал» не попал в каталог агентства «Роспечать» на II полугодие 2018 г., что делает невозможной подписку на него на почте. Предлагаем оформить подписку на II полугодие 2018 в редакции журнала удобным Вам способом. Стоимость подписки на полугодие сохраняется (6600 руб.).
На первое полугодие 2019 и далее подписка будет проводится в ранее существовавшем порядке через "Роспечать", "УралПресс" и другие агенства печати.

Связаться с нами можно по т. (812) 315-05-48, Е-mail: beditor@soi.spb.ru

Аннотации (11.2018) : СТРУКТУРНЫЕ, ОПТИЧЕСКИЕ И ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА СЦИНТИЛЛЯЦИОННОЙ ОПТИЧЕСКОЙ КЕРАМИКИ ZNO:GA

СТРУКТУРНЫЕ, ОПТИЧЕСКИЕ И ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА СЦИНТИЛЛЯЦИОННОЙ ОПТИЧЕСКОЙ КЕРАМИКИ ZNO:GA

© 2018 г.       Е. И. Горохова*, канд. техн. наук; С. Б. Еронько*; Е. А. Орещенко*; А. В. Сандуленко*, канд. физ.-мат. наук; П. А. Родный**, доктор физ.-мат. наук; К. А. Черненко**, *** канд. физ.-мат. наук; И. Д. Веневцев**, аспирант; А. М. Кульков****; F. Muktepavela*****, PhD.; P. Boutachkov******, PhD.

*           Научно-производственное объединение «Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова», Санкт-Петербург

**         Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург

***       MAX IV Laboratory, Lund University, P.O. Box 118, SE-22100 Lund, Sweden

****     Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург

*****   Institute of Solid State Physics, University of Latvia, Riga, Latvia

****** GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, Darmstadt,Germany

E-mail: E.Gorokhova@rambler.ru

УДК 666.3:536.413:539.26

Поступила в редакцию 27.08.2018

DOI:10.17586/1023-5086-2018-85-11-90-100

Исследованы характеристики керамик составов ZnO и ZnO:Ga, изготовленных методом одноосного горячего прессования. Коротковолновая граница прозрачности керамик из оксида цинка расположена в области длины волны 370 нм, положение длинноволновой границы определяется концентрацией свободных носителей заряда и находится в интервале от 5 до 9 мкм. Полное пропускание таких керамик в видимой и ближней инфракрасной областях спектра составляет около 70% при толщине образца 0,5 мм. Спектр люминесценции представлен широкой полосой излучения с максимумом на длине волны 580 нм, имеющей дефектную природу. Введение галлия в структуру оксида цинка в количестве 0,03–0,1 масс % ингибирует рост зерен и приводит к увеличению концентрации свободных носителей заряда до 3,441019 см–3. В керамике состава ZnO:Ga с увеличением концентрации галлия в диапазоне 0,05–0,1 масс % подавляется дефектная полоса люминесценции и формируется характерная экситонная люминесценция c максимумом, соответствующим 389 нм, и постоянной времени затухания 1,1 нс.

Ключевые слова: легированный галлием оксид цинка, одноосное горячее прессование, экситонная люминесценция, сцинтилляционная керамика.

Коды OCIS: 160.2540, 160.4760

 

Литература 

1.         Orgur U., Alivov Ya.I., Liu C., Teke A., Reshnikov M.A., Dogan S., Avrutin V., Cho S.-J., and Morkoc H. A comprehensive review of ZnO materials and devices // J. Appl. Phys. 2005. V. 98. Art. № 041301.

2.         Makino T., Segawa Y., Yoshida S., Tsukazak A., Ohtomo A., and Kawasaki M. Gallium concentration dependence of room-temperature near-band-edge luminescence in n-type ZnO:Ga // Appl. Phys. Lett. 2004. V. 85. P. 759–761.

3.         Bourret-Courchesne E.D., Derenzo S.E., Weber M.J. Development of ZnO:Ga as an ultra-fasts cintillator // Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. 2009. A 601. P. 358–363.

4.         Cooper J.C., Koltick D.S., Mihalzo J.T., and Neal J.S. Evaluation of ZnO(Ga) coatings as alpha particle transducers within a neutron generator // Nucl. Instr. Meth. A. 2003. V. 505. P. 498–501.

5.         Neal J.S., Giles N.C., Yang X., Wall R.A., Ucer K.B., Williams R.T., Wisniewski D.J., Boatner L.A., Rengarajan V., and Nemeth B. Evaluation of melt-grown, ZnO single crystals for use as alpha-particle detectors // IEEE Trans. Nucl. Sci. 2008. V. 55. P. 1397–1403.

6.         Gorokhova E.I., Anan’eva G.V., Demidenko V.A., Rodnyi P.A., Khodyuk I.V., Bourret-Courchesne E.D. Optical, luminescence, and scintillation properties of ZnO and ZnO:Ga ceramics // J. Opt. Technol. 2008. V. 75. P. 741–746.

7.         Neal J.S., DeVito D.M., Armstrong B.L., Hong M., Kesanli B., Yang X., Giles N.C., Howe J.Y., Ramey J.O., Wisniewski D.J., Wisniewska M., Munir Z.A., and Boatner L.A. Investigation of ZnO-based polycrystalline ceramic scintillators for use as -particle detectors // IEEE Trans. Nucl. Sci. 2009. V. 56. P. 892–898.

8.        Chernenko K.A., Gorokhova E.I., Eron’ko S.B., Sandulenko A.V., Venevtsev I.D., Wieczorek H., and Rodnyi P.A. Structural, optical and luminescent properties of ZnO:Ga and ZnO:In ceramics // IEEE Trans. Nucl. Sci. 2018. V. 65. № 8. Р. 2196–2202. DOI: 10.1109/TNS.2018.2810331

9.         Márquez J.A.R., Rodríguez C.M.B., Herrera C.M., Rosas E.R., Angel O.Z., Pozos O.T. Effect of surface morphology of ZnO electrodeposited on photocatalytic oxidation of methylene blue dye. Part I: Analytical study // Int. J. Electrochem. Sci. 2011. V. 6. P. 4059–4069.

10.       Черненко К.А., Михрин С.Б., Wieczorek H., Ronda C.R., Родный П.А. Источник прямоугольных рентгеновских импульсов для исследования сцинтилляторов // Письма в ЖТФ. 2015. Т. 41. № 20. С. 1–7.

11.       Rodnyi P.A., Mikhrin S.B., Mishin A.N., and Sidorenko A.V. Small-size pulsed X-ray source for measurements of scintillator decay time constants // IEEE Trans. Nucl. Sci. 2001. V. 48. № 6. P. 2340–2343.

12.       Kaul A.R., Gorbenko O.Yu., Botev A.N., Burova L.I. MOCVD of pure and Ga-doped epitaxial ZnO // Superlattices Microstruct. 2005. V. 38. P. 272–282.

13.       Chen S., Carraro G., Barreca D., Sapelkin A., Chen W., Huang X., Cheng Q., Zhange F., and Binions R. Aerosol assisted chemical vapour deposition of Ga doped ZnO films for energy efficient glazing: Effects of doping concentration on the film growth behaviour and opto-electronic properties // J. Mater. Chem. A. 2015. V. 3. P. 13039–13049.

14.       Shannon R.D. Revised effective ionic radii and systematic studies of interatomic distances in halides and chalcogenides // Acta Cryst. 1976. V. A32. P. 751–767.

15.       Горохова Е.И., Еронько С.Б., Кульков А.М., Орещенко Е.А., Симонова К.Л., Черненко К.А., Веневцев И.Д., Родный П.А., Лотт К.П., Wieczorek H. Разработка и исследование сцинтилляционной оптической керамики ZnO:In // Оптический журнал. 2015. Т. 82. № 12. С. 78–85.

16.       Горелик С.С. Рекристаллизация металлов и сплавов. М.: Металлургия,1978. 568 с.

17.       Воробьева Н.А. Нанокристаллический ZnO(M) (M = Ga, In) для газовых сенсоров и прозрачных электродов // Диссерт. уч. ст. канд. хим. наук. М.: МГУ, 2015. 180 с.

18.       Kortunova E.V., Nikolaeva N.G., Chvanski P.P., Maltsev V.V., Volkova E.A., Koporulina E.V., Leonyuk N.I., and Kuech T.F. Hydrothermal synthesis of improved ZnO crystals for epitaxial growth of GaN thin films // J. Mater. Sci. 2008. V. 43. P. 2336–2341.

19.       Кузьмина И.П., Никитенко В.П. Окись цинка. Получение и оптические свойства. М.: Наука, 1984. 167 с.

20.      Saadatkia P., Ariyawansa G., Leedy K.D., Look D.C., Boatner L.A., and Selim F.A. Fourier transform infrared spectroscopy measurements of multiphonon and free-carrier absorptionin ZnO // J. Electronic Materials. 2016. V. 45. № 12. P. 6329–6336.

21.       Xiaocheng Y. Electrical and optical properties of zing oxide for scintillator applications // Dissert. degree D.Ph. in Physics. Morgantown, USA: West Virginia University, 2008. 168 p.

22.      Bоrseth T.M., Svensson B.G., and Kuznetsov A.Yu. Identification of oxygen and zinc vacancy optical signals in ZnO // Appl. Phys. Lett. 2006. V. 89. Nov. Art. № 262112.

23.      Ton-That C., Weston L., and Phillips M.R. Characteristics of point defects in the green luminescence from Zn- and O-rich ZnO // Phys. Rev. B. 2012. V. 86. Sept. Art. № 115205.

24.      Ye J.D., Gu S.L., Qin F., Zhu S.M., Liu S.M., Zhou X., Liu W., Hu L.Q., Zhang R., Shi Y., Zheng Y.D. Correlation between green luminescence and morphology evolution of ZnO films // Appl. Phys. A. 2005. V. 81. P. 759–762.

25.      Tay Y.Y., Tan T.T., Boey F., Liang M.H., Ye J., Zhao Y., Norby T., Li S. Correlation between the characteristic green emissions and specific defects of ZnO // Phys. Chem. Chem. Phys. 2010. V. 12. P. 2373–2379.

26.      Khranovskyy V., Grossner U., Lazorenko V., Lashkarev G., Svensson B.G., Yakimova R. Conductivity increase of ZnO:Ga films by rapid thermal annealing // Superlattices Microstruct. 2007. V. 42. P. 379–386.

27.       Chernenko K.A., Klimova O.G., Gorokhova E.I., Klimov G.G., Semencha A.V., Rodnyi P.A. The effect of annealing on spectra and decay time of X-ray luminescence of zinc oxide powders // IOP Conf. Series: Mater. Sci. and Eng. 2013. V. 49. P. 012028.

28.      Li Q., Liu X., Gu M., Huang S., Zhang J., Ni C., Hu Y., Wu Q., Zhao S. X-ray excited luminescence of Ga- and In-doped ZnO microrods by annealing treatment // Superlattices and Microstructures. 2016. V. 98. P. 351–358.

29.      Li Q., Liu X., Gu M., Li F., Zhang J., Wu Q., Huang S., Liu S. Large enhancement of X-ray excited luminescence in Ga-doped ZnO-nanorod arrays by hydrogen annealing // Appl. Surface Sci. 2018. V. 433. P. 815–820.

30.      Rodnyi P., Chernenko K., Klimova O., Galkin V., Makeenko A., Gorokhova E., Buettner D., Keur W., Wieczorek H. Influence of annealing on the scintillationproperties of zinc oxide powders and ceramics // Rad. Meas. 2016. V. 90. P. 136–139.

31.       Boutachov P., Reiter A., Walasek-Hohne B., Gorokhova E., Rodnyi P. Radiation hardness investigation of ZnO(Ga) and ZnO(In) with heavy ion beams // Abstract SCINT 2017 — 14th Int. Conf. Scintillating Materials and Their Applications. 

 

 

Полный текст