УДК: 535.34, 535.35

Влияние условий обработки поверхности на собственную люминесценцию кристаллов CsI

Кудин А.М., Андрющенко Л.А., Гресь В.Ю., Диденко А.В., Чаркина Т.А.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Кудин А.М., Андрющенко Л.А., Гресь В.Ю., Диденко А.В., Чаркина Т.А. Влияние условий обработки поверхности на собственную люминесценцию кристаллов CsI // Оптический журнал. 2010. Т. 77. № 5. С. 7–10.

Kudin A.M., Andryushchenko L.A., Gres V.Yu., Didenko A.V., Charkina T.A. How the surface-processing conditions affect the intrinsic luminescence of CsI crystals [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2010. V. 77. № 5. P. 7–10.

Ссылка на англоязычную версию:

A. M. Kudin, L. A. Andryushchenko, V. Yu. Gres’, A. V. Didenko, and T. A. Charkina, "How the surface-processing conditions affect the intrinsic luminescence of CsI crystals," Journal of Optical Technology. 77(5), 300-302 (2010). https://doi.org/10.1364/JOT.77.000300

Аннотация:

Показано, что при комнатной температуре люминесценция кристаллов CsI с длиной волны λem = 305 нм наблюдается при возбуждении в длинноволновой полосе экситонного поглощения при λex = 220 нм. Для возбуждения этой люминесценции вблизи поверхности необходим учет двух факторов при приготовлении образца. Во-первых, временной характер релаксации нарушенного слоя, во-вторых, проникновение тушащих примесей в приповерхностный слой во время диффузионного выхода избыточного числа вакансий на свободную поверхность. Ранее собственную фотолюминесценцию кристаллов CsI наблюдали только в режиме двухфотонного поглощения, когда кристалл прозрачен к возбуждающему свету. Для минимизации числа дефектов в приповерхностном слое предложена химическая полировка поверхности, которая проводится после релаксации нарушенного слоя.

Ключевые слова:

люминесценция, CsI, нарушенный слой, химическая полировка

Благодарность:

Работа выполнена при частичной поддержке НТЦУ, грант № 3966.

Коды OCIS: 160.2540, 220.5450, 240.5770

Список источников:

1. Kubota S., Murakami H., Ruan J., Iwasa N., Sakuragi S., Hashimoto S. The new scintillation material CsI and its application to position sensitive detectors // Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. 1988. V. A273. P. 645–649.
2. Ray R.E. The KTeV pure CsI calorimeter // In: High Energy Physics, Proc. Fifth Int. Conf. on Calorimetry. World Scientific. New Jersey, Sept. 1994. P. 110–116.
3. Баранов В.А., Калинников В.А., Карпухин В.В., Хомутов Н.В., Коренченко А.С., Коренченко С.М., Кравчук Н.П., Кучинский Н.А., Мжавия Д.А., Рождественский А.М., Сидоркин В.В., Цамалаидзе З.Б, Сакелашвили Т., Frlež E., Počanič D., Li W., Minehart R.C., Smith L.C., Stephens W.A., Ziock K.O.H., Bertl W., Horisberger R., Ritt S., Schnyder R., Wirtz H.P., Ritchie B.G., Supek I., Kozlowsky T. Спектрометр PIBETA для изучения редких и запрещенных распадов мюонов и пионов // ПТЭ. 2005. № 2. С. 39–48.
4. Kubota S., Sakuragi S., Hashimoto S., Ruan J. A new scintillation material: pure CsI with 10 ns decay time // Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. 1988. V. A268. P. 275–277.
5. Nishimura N., Sakata M., Tsujimoto T., Nakayama M. Origin of the 4.1-eV emission in pure CsI scintillator // Phys. Rev. 1995. V. B 51. P. 2167–2172.
6. Бельский А.Н., Васильев А.Н., Гектин А.В., Зинин Э.И., Михайлин В.В., Рогалев А.Л., Ширан Н.Н. О природе быстрой ультрафиолетовой люминесценции кристаллов CsI: Препринт / ВНИИМ; ИМК-90-26. Харьков, 1990. 16 с.
7. Волошиновский А.С., Михайлик В.Б., Пидзырайло Н.С., Родный Д.А., Кхудро А.Х. Спектральнокинетические параметры быстрой рентгенолюминесценции кристаллов CsI // ЖПС. 1992. Т. 56. С. 810–813.
8. Chen C.H., McCann M.P., Wang J.C. Room temperature two-photon induced luminescence in pure CsI // Sol. State Comm. 1987.V. 61. № 9. P. 559–562.
9. Quaranta A., Gramegna F., Kravchuk V., Scian C. Radiation damage mechanism in CsI:Tl studied by ion beam induced luminescence // Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. 2008. V. B266. P. 2723–2728.
10. Van Sciver W.I. Fluorescence and Reflection Spectra of NaI Single Crystals // Phys. Rev. 1960. V. 120. P. 1193–1205.
11. Гектин А.В., Ширан Н.В., Серебряный В., Кудин А.М., Чаркина Т.А. Роль вакансионных дефектов в люминесценции CsI // Опт. и спектр. 1992. T. 72. С. 1061–1063.
12. Кудин А.М., Ананенко А.А., Выдай Ю.Т., Гресь В.Ю., Заславский Б.Г., Зосим Д.И. Сцинтилляционный отклик кристаллов CsI:Tl и CsI:Na на возбуждение рентгеновскими и гамма-квантами низких энергий // Вопросы атомной науки и техники. 2001. № 4. С. 111–116.
13. Kudin A.M., Sysoeva E.P., Sysoeva E.V., Trefilova L.N., Zosim D.I. Factors which define the alpha/gamma ratio in CsI:Tl crystals // Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. 2005. V. A537. P. 105–112.
14. Panova A.N., Vinograd E.L., Goriletsky V.I., Korsunova S.P., Kosinov N.N., Kudin A.M., Shakhova K.V. On the State of Activator in CsI:Na Crystals Grown Under Forced Mixing of the Melt // Functional Materials. 1998. V. 5. P. 480–483.
15. Gomes L., Luty F. Relationship between OH– defect reorientation rates and the quenching of the F-center luminescence in alkali halides // Phys. Rev. B. 1995. V. 52. P. 7094–7101.
16. Панова А.Н., Мустафина Р.Х. Люминесцентные свойства монокристаллов NaI:Tl c кислородсодержащими примесями // ЖПС. 1967. Т. 6. С. 370–375.
17. Viehmann W., Arens J.F., Simon M. Optical Transmission Measurements on Monocrystalline and Polycrystalline Cesium Iodide // Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. 1974. V. 116. P. 283–295.
18. Урусовская А.А. Избирательное травление кристаллов йодистого цезия // Кристаллография. 1963. Т. 8. С. 75–78.
19. Гектин А.В., Ром М.А. Эволюция приповерхностного нарушенного слоя смешанных щелочно-галоидных монокристаллов // Физика и химия обработки материалов. 1992. № 2. С. 124–127.