научная статья Термический отжиг радиационно-индуцированного оптического поглощения кристаллов BaF2 и CaF2 облученных быстрыми ионами ксенона

Аннотация

Кристаллы BaF₂ и СaF₂, обладающие высокой радиационной стойкостью и как сцинтилляторы с высоким временным разрешением, используются в физике высоких энергий. В настоящей работе исследуются радиационные дефекты в кристаллах BaF₂ и CaF₂ при облучении ионами ¹³²Xe с энергиями 220 и 230 МэВ, соответственно, до флюенсов 10¹¹-10¹⁴ ион/см². Спектры радиационно-наведенного оптического поглощения измерялись в интервале от 1,5 до 10 эВ. Термический отжиг радационных дефектов, индуцированных в монокристаллах BaF₂ и CaF₂, изучался путем проведения пошагового отжига. Циклы "нагрев-охлаждение-измерение" выполнялись в идентичных условиях с увеличением температуры отжига (T_отж) на 20–30 К. Все спектры измерялись при комнатной температуре. Предполагается, что в радиационно-индуцированную полосу поглощения при 9,7 эВ в СaF₂ имеют суммарный вклад анионные кластеры, созданные в области ионного трека, и сложные комплексные дырочные агрегаты. Центр, отвечающий за полосу с максимумом 8,15 эВ также имеет дырочную природу и структуру близкую к центру 6,5 эВ.  В УФ области спектра BaF₂ наблюдается небольшое увеличение полосы 9,18 эВ в интервале температур 450-575К, которое сопровождается уменьшением полос с максимумами 6,5 и 8.2 эВ, то есть последняя также имеет дырочную природу. Полосы 7,4 эВ, 2,24 эВ и 3, 04 эВ практически не изменяются во всем интервале температур отжига. По аналогии с CaF2, в Xe-облученных монокристаллах BaF2 высокоэнергетические полосы ниже фундаментального поглощения также могут иметь природу анионных кластеров.