Научный руководитель: Шпиньков Игорь Николаевич, кандидат физ. мат. наук
Соавторы: Михайлин Виталий Васильевич, Раджабов Евгений Александрович, Спасский Дмитрий Андреевич

Флюорогалоиды бария принадлежат к числу, так называемых, запоминающих фосфоров, применяемых в изготовлении запоминающих экранов для радиографии. Флюорогалоиды бария обладают слоистой тетрагональной структурой, которую можно изобразить в виде последовательности слоев F₂ MeHalMe (Me = Ba; Hal = Cl, Br), расположенных вдоль направления [001]. Индекс 2 при символе фтора означает, что число ионов в слое F^- в два раза больше, чем в слоях Me и Hal.

Были исследованы спектры отражения, а также свечения и возбуждения люминесценции кристаллов BaFBr:Eu²⁺ и BaFCl:Eu²⁺ (рис.1,2).[1] Кристаллы выращены по методу Штебера в Институте Геохимии им. Виноградова РАН, г. Иркутск. Образцы были легированы 0,1 моль % Eu²⁺.[2]

Измерение спектров отражения и возбуждения проводились на установке Superlumi в канале синхротронного излучения (СИ) лаборатории HASYLAB, DESY (Германия) [3]. Измерения проводились в условиях сверхвысокого вакуума (10^-9 - 10^-10 тор) как при комнатной температуре, так и при температуре 10К, в области энергий фотонов 3.5-30 эВ. Угол падения СИ на образец составил 17.5⁰ с нормалью к поверхности образца. Измерения проводились при одновременной регистрации сигналов отражения и люминесценции. Это необходимо для корректного сопоставления спектров отражения и возбуждения люминесценции, так как автоматически исключает ошибки, вызванные возможными сбоями работы аппаратуры, изменением интенсивности падающего на образец излучения, изменением положения светового пятна на образце, а так же изменением состояния исследуемой поверхности. При обработке измеренных спектров учитывался вклад рассеянного света, что позволило избежать искажения спектров при слабом сигнале отражения и люминесценции.

Спектры свечения BaFCl:Eu²⁺ и BaFBr:Eu²⁺ характеризуются наличием, при комнатной температуре, интенсивной полосы излучения с максимумом при 385 нм и 390 нм соответственно (рис.2). В спектрах возбуждения исследуемых кристаллов в области 4–6 эВ наблюдается структура, соответствующая прямому возмущению центров свечения Eu²⁺. Порог при 7,97 эВ у BaFCl:Eu²⁺ и 6,24 эВ у BaFBr:Eu²⁺ может быть объяснен началом создания свободных дырок и электронов, которые затем попадают на центры свечения. Этот порог может быть использован для оценки ширины запрещенной зоны. Структура спектров возбуждения в области фундаментального поглощения в значительной степени обусловлена фактором приповерхностных потерь[4]. В результате спектры отражения и возбуждения люминесценции имеют антибатную структуру (максимум в спектре отражения соответствует минимуму в спектре возбуждения). В области 15 эВ у BaFBr:Eu²⁺ наблюдается рост интенсивности, связанный с эффектом фотонного умножения. Резкий провал при 18,53 эВ у BaFCl:Eu²⁺ и 18,37 эВ у BaFBr:Eu²⁺ антибатен пику остовного экситона при возбуждении 5р – уровня бария.

1. A.M.Gurvich, C.Hall, I.A.Kamenskikh, I.H.Munro, V.V.Mikhailin, and J.S.Worgan, JOURNAL OF X-RAY SCIENCE AND TECHNOLOGY 6, 48 – 62 (1996)

2. A. Shalaev и E.A. Radzhabov The Influence of alkali impurities on the BaFBr:Eu²⁺ photostimulated luminescence, Proceedings of the 5^th international conference on Inorganik Scintilators and Their Applications, scient 99, Moscow, p.560-564

3. M. Kirm, V. Kolobanov, V. Makhov, V. Mikhailin, D. Spassky, I. Shpinkov and G. Zimmerer, Abstracts of the SCINT’99, August 16-20, 1999, Moscow, p. 145.

4. А.Н.Васильев, В.В.Михайлин. Введение в спектроскопию твердого тела. Изд. Московского университета, 1987.