ЛЬВІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ІМЕНІ ІВАНА ФРАНКА

Вістовський
Віталій Володимирович

УДК 535.37

МЕХАНІЗМИ ПЕРЕТВОРЕННЯ ВИСОКОЕНЕРГЕТИЧНИХ ЕЛЕКТРОННИХ ЗБУДЖЕНЬ В БАГАТОКОМПОНЕНТНИХ ЙОДИСТИХ КРИСТАЛАХ

01.04.10 – Фізика напівпровідників і діелектриків

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата фізико-математичних наук

ЛЬВІВ – 2004

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі експериментальної фізики
Львівського національного університету імені Івана Франка.

Науковий керівник: Кандидат фіз.-мат. наук, доцент
Підзирайло Микола Степанович
доцент кафедри експериментальної фізики Львівського національного університету імені Івана Франка.

Офіційні опоненти: Доктор фіз.-мат. наук, професор
Чорній Зиновій Павлович
завідувач кафедри фізики Львівського державного лісотех-ніч-ного університету.

Доктор фіз.-мат. наук, професор
Шпотюк Олег Йосипович
заступник директора Науково-виробничого підпри-єм-ства „Карат”, м.Львів.

Провідна установа: Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича

Захист відбудеться 15.09.2004 р. о 15-30 годині на засіданні спеціалізованої Вченої Ради Д .051.09 при Львівському національному університеті імені Івана Франка за адресою: 79005 Львів, вул. Кирила і Мефодія, , аудиторія “Велика фізична”, фізичний факультет.

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Львівського національного університету імені Івана Франка (м. Львів, вул. Драгоманова, ).

Автореферат розіслано 10.08.2004 р.

Вчений секретар 

спеціалізованої Вченої Ради Павлик Б.В.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми Дослідження процесів перетворення високо-енерге-тич-них електронних збуджень, міграції і трансформації енергії, що відбу-ва-ють-ся у діелектричних кристалах при збудженні їх високоенергетичними квантами світла чи частинками, є одним з основних напрямків досліджень у фізиці твердого тіла. Важливість цих досліджень визначається прак-тичними проблемами таких галузей науки і техніки як квантова електроніка, радіаційна фізика, фізика високих енергій та медична томографія.

Розуміння фізичних процесів, які протікають у кристалах на етапі релаксації електронних збуджень, дає можливість створювати нові матеріали з наперед заданими властивостями. Перспективними як з точки зору фундаментальних досліджень, так із огляду на можливе практичне використання, є складні кристалічні сполуки на основі йоду. Останнє продиктовано наступними чинниками: а) дані системи, як правило, володіють низькою симетрією, та наявністю послідовності фазових переходів; б) йодиди традиційно характеризуються великими густиною та коефіцієнтом поглинання, а також високим квантовим виходом люмінесценції.

В роботі відображено два основних сучасних напрямки пошуку швидкодіючих сцинтиляторів: пошук кристалічних речовин, які володіють ефективною власною люмінесценцією із короткими часами її загасання (на прикладі кристалів Cs2CdI4, Cs2ZnI4, K2CdI4, K2ZnI4) та пошук кристалічних матриць для введення іонів рідкісноземельних елементів, що володіють швидкою 5d4f - люмінесценцією (кристали Cs3LaI6 і K2LaI5).

Зв’язок роботи з науковими темами, проектами Дисертаційна робота виконана на кафедрі експериментальної фізики Львівського національного університету ім. Івана Франка у відповідності з держбюджетними темами:

· “Динаміка релаксації остовних та валентних дірок у сцинтиляційних матеріалах для фізики високих енергій” (реєстраційний № 0197U018091, 1997-1999).

· “Швидкозмінні випромінювальні процеси в нових сцинтиляційних матеріалах для реєстрації високоенергетичних квантів та потоків частинок (реєстраційний № 0100V001439, 2000-2002)”.

· “Випромінювальна релаксація електронних збуджень в широкозонних діелектричних кристалах (реєстраційний № 0103U001939, 2003-2005)”

Мета і задачі дослідження. Головною метою дисертаційної роботи є: встановлення механізмів перетворення і міграції високоенергетичних електронних збуджень в кристалічних матрицях на основі складних йодидів та пошук нових La-вмісних матеріалів з метою їх практичного ви-ко-рис-тан-ня у якості матриць для введення домішкових іонів рідкісноземельних елементів.

Для досягнення мети в роботі вирішувались наступні задачі:

· очистка та синтез вихідної сировини, вирощування чистих і акти-во-ва-них ртутеподібними іонами та іонами перехідних металів кристалів склад-них йодидів та кристалів La-вмісних йодистих сполук;

· комплексне вивчення оптичних, спектрально-люмінесцентних та люмінесцентно-кінетичних характеристик досліджуваних зразків, дослід-жен-ня механізму трансформації збуджуючого випромінювання у власні електронні збудження кристалів з використанням методик спектроскопії з часовим розділенням при збудженні в широкому енергетичному діапазоні з використанням фото-, синхротронного та рентгенівського збудження.

· аналіз люмінесцентно-кінетичних параметрів власного та акти-ватор-но-го випромінювання у йодистих матрицях при збудженні квантами різної енергії.

Об’єкт досліджень  – оптичні і люмінесцентно-кінетичні характеристики кристалічних сполук типу A2BI4 (A=Cs, K; B=Cd, Zn), активованих кристалів K2ZnI4 та La-вмісних сполук Cs3LaI6 і K2LaI5.

Предмет досліджень  – механізми перетворення високоенергетичних еле-кт-ронних збуджень в багатокомпонентних йодистих кристалах.

Методи досліджень Визначення спектрально-кінетичних параметрів фотолюмінесценції (77-300 К) при оптичному та рентгенівському збудженні на кафедрі експериментальної фізики Львівського національного університету імені Івана Франка. Спектрально-кінетичні параметри люмі-нес-ценції при синхротронному збудженні (8-300 К) досліджувались з вико-рис-танням методів спектроскопії з часовим розділенням в енергетичному ін-тер-валі 1,5-25,0 еВ. Синхротронне випромінювання одержувалось від при-скорювача DORISВимірювання проводились на установці SUPERLUMI лабораторії оптичних та люмінесцентних досліджень HASYLAB (Гамбург, Німеччина).

Наукова новизна отриманих результатів полягає у тому, що в дисертації вперше:

· вивчено оптичні та люмінесцентно-кінетичні характеристики чистих кристалів Cs2CdI4, Cs2ZnI4, K2CdI4, K2ZnI4, K2LaI5, Cs3LaI6 та люмінесцентні властивості домішкових центрів на основі іонів Tl+, In+, Sn2+, Mn2+ у кристалі K2ZnI4;

· розраховано оптичні функції кристалів K2CdI4, Cs2ZnI4;

· досліджено параметри люмінесценції автолокалізованих екситонів у кристалах A2BI4 (A=K, Cs; B=Cd, Zn) та К2LaI5 і Cs3LaI6.

· показано, що у кристалах K2ZnI4 має місце мала ефективність передачі енергії збудження від екситонів до домішкових центрів (Tl+, In+, Sn2+), які заміщають у кристалі іон K+, натомість енергія збудження ефективно переноситься екситонами до домішкових іонів Mn2+, що займають у кристалі позицію іону Zn2+;

· встановлено механізм та побудовано модель власної люмінесценції кристалів A2BI4, що виникає при збудженні високоенергетичними фотонами, побудовано якісні емпіричні схеми зонної структури даних кристалів.

Практичне значення отриманих результатів Результати роботи, що стосуються механізмів швидкої власної люмінесценції кристалів A2BI4, яка виникає при високоенергетичному збудженні, можуть бути використані при створенні нових високоефективних та швидкодiючих детекторів iонiзуючого випромiнювання та для дослідження швидкозмiнних процесів. Значний практичний інтерес мають результати дослідження домішкової люмінесценції у кристалах A2BI4, оскільки навіть у найбільш чистих сполуках присутні неконтроьольовані домішки і розуміння процесів домішкової люмінесценції та механізмів міграції енергії від матриці кристала до домішкових центрів надає можливість їх регулювання у випадку практичного використання даних сполук.

У роботі запропоновано нові ефективні матриці (K2LaI5 та Cs3LaI6) для введення іонів рідкісноземельних елементів.

Основні результати дисертації можуть бути використані для розв’язування прикладних проблем керування властивостями матеріалів. А саме: у роботі зроблено вклад у вирішення проблеми підбору іонів для ство-рення кристалічних матриць із наперед заданими енергетичними параметрами.

У роботі обґрунтовано властивості та умови існування у кристалах діркової міжзонної люмінесценції. Вказано напрямок пошуку нових матеріалів, які можуть володіти температурностабільною дірковою міжзонною люмінесценцією, яка може мати широке практичне застосування завдяки наступним своїм властивостям: а) короткий час післясвічення, б) значна інтенсивність люмінесценції, в) низький поріг збудження люмінесценції (відносно ОВЛ).

Відпрацьовано оптимальні технологічні умови синтезу, очистки та вирощування монокристалів, що досліджувались у роботі.

Особистий внесок автора Результати, що представлені у даній роботі та опубліковані у співавторстві, отримані при безпосередній участі автора на усіх етапах роботи. Автор дисертаційної роботи виконував технологічну та експериментальну частину роботи; провів самостійну математичну обробку одержаних спектрів; брав участь в обговоренні та інтерпретації експериментальних результатів, а також у написанні наукових статей і доповідей на конференції. Усі розрахунки, приведені у роботі, зроблено особисто автором. Автору належить ідея моделі швидкої люмінесценції у кристалах A2BI4 та її інтерпретації як діркової міжзонної люмінесценції.

Дослідження спектрально-кінетичних параметрів люмінесценції при синхротронному збудженні проведено спільно з науковою групою професора Г.Ціммерера (Інститут експериментальної фізики Гамбурзького університету).

На основі результатів, викладених у роботах,8,13,14], автором зроблено висновок про визначальний вплив ефекту Яна-Теллера на структуру спектрів домішкової люмінесценції ртутеподібних центрів у кристалі K2ZnI4. Автором показано, що енергія збудження неефективно передається від матриці кристала до домішкових центрів, котрі заміщають у гратці одновалентний катіон K+, натомість, в роботах [5,6,12,16], зроблено висновок про ефективну передачу енергії збудження домішковим центрам екситонами у випадку домішки Mn2+, що заміщує у гратці дво-ва-лент-ний катіон. Крім того, проведений автором у роботах,6,12,16] роз-ра-ху-нок діаграм Танабе-Сугано дозволив провести ідентифікацію смуг збуд-жен-ня люмінесценції із електронними переходами на збуджені стани іонів Mn2+ та визначити силу кристалічного поля і параметр ковалентності крис-та-лів. В роботі [7] автором показано відсутність ОВЛ у кристалі Rb2CdI4. Досліджено швидку люмінесценцію у кристалах A2BX4 в роботах [9-11].

Апробація результатів дисертації Основні положення та результати дисертаційної роботи доповідались та обговорювались на вітчизняних і міжнародних конференціях:

· VII International Conference on Inorganic Scintillators and Industrial Applications (SCINT2003).- September 8-12, 2003, Valencia, Spain.

· International Conference on Luminescent Detectors and Transformers of IoniRadiation (Lumdetr-2003).- September 1-5, 2003, Prague, Czech Republic.

· VI Inorganic Scintillators and Their use in Scientific and Industrial Applications (SCINT2001). - September 16 - 21, 2001, Chamonix, France.

· Inorganic Scintillators and Their Applications (SCINT99). - August 16 - 20, 1999, Moscow, Russia.

· ІІ Міжнародний семінар "Фізичні аспекти люмінесценції складних діелектриків" (LOD-2002), 8-10 липня, 2002, Львів, Україна.

· Міжнародна конференція студентів та молодих науковців по теоретичній та експериментальній фізиці (EURECA-2001), 16-18 травня 2001 р., Львів, Україна.

· International Conference on Luminescent Detectors and Transformers of Ionizing Radiation (Lumdetr-2000), August 14 - 17, 2000, Riga, Latvia.

· II Міжнародний смакуловий симпозіум "Фундаментальні і прикладні проблеми сучасної фізики", 6 - 10 вересня 2000 р., Тернопіль, Україна.

· 13th International Symposium on Exoemission and related relaxation phenomena, August 21 - 26, 2000, Jurmala, Latvia.

· Звітних конференціях Львівського національного університету імені Івана Франка 1997 - 2002 рр.

Публікації За матеріалами дисертації опубліковано 16 робіт, зокрема, 7 статей у наукових журналах та 9 тез доповідей у збірниках наукових кон-фе-рен-цій.

Об’єм та структура роботи Дисертаційна робота складається з вступу, п’яти розділів, висновків та списку цитованої літератури. Основний зміст роботи викладено на 154 сторінках друкованого тексту. Дисертація містить 90 рисунків і 22 таблиці. Список цитованої літератури містить 150 по-си-лань.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтована актуальність теми дисертаційної роботи, сфор-му-льована мета і завдання досліджень, показана наукова новизна отри-ма-них результатів та їх практична цінність.

У першому розділі прореферовано праці, в яких вивчались особливості випромінювальної релаксації в діелектричних кристалах. Зроблено літературний огляд по основним видам власної та домішкової люмінесценції діелектриків.

Розглядаються властивості екситонної люмінесценції галоїдних кристалів. Обговорюються моделі екситонів у діелектричних кристалах.

Приведено літературний огляд по вивченню власної та домішкової остовно-валентної люмінесценції (ОВЛ). Роз-гля-да-ються основні ха-рак-те-рис-тики ОВЛ, умови існування та особливості ОВЛ у різних типах сполук.

Зроблено літературний огляд експериментальних та теоретичних даних по внутрізонній люмінесценції лужно-галоїдних кристалів. Описано основні властивості електронної та діркової внутрізонної люмінесценції.

Обговорюються основні властивості домішкового свічення ртутеподібних центрів у діелектричних кристалах. Аналізується вплив ефекту Яна-Теллера на енергетичну поверхню адіабатичного потенціалу триплетного збудженого стану ртутеподібних домішок в кристалах із кубічною симетрією.

Показано недостатність експериментальних даних по цих видах люмінесценції у складних діелектричних кристалах, зокрема, у кристалах лужних та лужно-земельних йодидів.

У другому розділі описана методика синтезу чистих та активованих кристалів типу A2BІ4 (ACs, K; B – Cd, Zn) та La-вмісних кристалів K2LaI5 і Cs3LaI6.

Приведено опис використаних у роботі експериментальних методик. Розглянуто особливості проведення люмінесцентних експериментів із використанням методики вимірювання з часовим розділенням при синхротронному збудженні.

Проаналізовано фізичні властивості кристалів A2BX4. Приведено рентгеноструктурні дані, результати досліджень двопроменезаломлення та фазових переходів у досліджуваних кристалах.

Показано, що застосований комплекс оптичних та люмінесцентних досліджень дозволяє отримати значний об'єм інформації про фізичні властивості досліджуваних кристалів.

У третьому розділі приводяться результати досліджень оптичних та люмінесцентно-кі-нетичних параметрів кристалів A2BІ4 при збудженні їх синхротронним випромінюванням. Спектри відбивання кристалів A2BІ4 можна умовно розбити на 4 області: екситонна, область переходів з ВЗ в ЗП, область переходів із ОЗ в ЗП та область переходів із глибших рівнів. З положення екситонних піків нами оцінено ширини заборонених зон кристалів при 9 К (табл. ) та розраховано їх оптичні функції n, k, 1, 2 за співвідношеннями Крамерса-Кроніга.

При збудженні кристала Cs2CdI4 при 9квантами з енергією Eзб=4.45 еВ (Eзб=Eex, n=1) виникає спектр люмінесценції, що простягається від 3.5 до 1.7 еВ і є результатом перекриття декількох смуг. Смуга люмінесценції 3.19 еВ збуджується в обидвох екситонних смугах поглинання, в той час як низькоенергетична смуга люмінесценції 1.93 еВ збуджується в основному в екситонній смузі поглинання n=2. Час післясвічення для смуги 3.19 еВ становить 2.15 нс, а 1.93 еВ  .0 нс при температурі 9 К. На основі часових характеристик спектрів люмінесценції та спектрів збудження люмінесценції окремо для смуг 3.19 і 1.93 еВ зроблено висновок, що вони відповідають свіченню автолокалізованих екситонів (АЛЕ) в кристалах Cs2CdI4.

При збудженні високоенергетичними квантами спектр люмінесценції зазнає кардинальних змін (рис. ). Поява нових смуг випромінювання в кристалах Cs2CdI4 при 9 К при високоенергетичному збудженні (Eexc?8,5 еВ) і наявність малого часу післясвічення в цих смугах наштовхують на гіпотезу про остовно-валентну природу даного свічення.

При зростанні температури кристала Cs2CdI4 інтенсивність всіх смуг люмінесценції, яка виникає при Езб>8.3 еВ, зменшується і при температурі T100спостерігається її повне гасіння.

Для перевірки остовно-валентної природи люмінесценції, що виникає при високоенергетичному збудженні у кристалі Cs2CdI4 ми скористались нас-тупним фактом. ОВЛ присутня у кристалі CsCl і відсутня у кристалі RbCl через велику гли-би-ну розміщення остовних рів-нів іона Rb. Однак, у крис-та-лі RbCl-Cs спос-те-рі-гається домішкова ОВЛ. У нашому випадку, скориставшись тим, що у чис-тому кристалі Rb2CdI4, ОВЛ не виявлено, ми вирішили дослідити кристал Rb2CdI4-Cs на предмет наявності домішкової ОВЛ, що дало б змогу підтвердити остовно-ва-лент-ну природу люмі-нес-цен-ції, що виникає при високоенергетичному збудженні у кристалі Cs2CdI4.

Рис. 1. Спектри швидкої люмінесценції та її збудження для кристала Cs2CdI4. На вставці приведено кінетику загасання даного свічення.

При збуд-жен-ні ви-со-ко-е-нер-гетич-ними ква-нтами з енергією E>11 еВ у кристалі Rb2CdI4-Cs виникає ши-ро-ка смуга лю-мі-нес-цен-ції в області 1,55-3,63 еВ. В області спектру лю-мі-нес-ценції 3,6-2,2 еВ до-мі-нує швидка компонента лю-мінесценції. Час загасання даної люмінесценції становить =3,8 нс.

Як бачимо, у кристалі Rb2CdI4-Cs при високоенергетичному збудженні виникає люмінесценція, подібна за своїми властивостями до люмінесценції кристала Cs2CdI4. Однак, якби природою даного випромінювання була ОВЛ, то поріг збудження люмінесценції у цих кристалах був би близьким, оскільки в обидвох випадках утворенню дірки в остовній зоні відповідають електронні переходи 5pCs+ Cd2+. У нашому випадку енергетична різ-ниця між порогами збудження люмінесценції складає майже 2 еВ (8,3 еВ для Cs2CdI4 та 10,3 еВ для кристала Rb2CdI4-Cs). Тому гіпотеза про остовно-валентну люмінесценцію у даних кристалах виглядає сум-нів-ною.

Для встановлення механізму люмінесценції, що виникає при збудженні жорсткими квантами у кристалі Cs2CdI4, нами було досліджено наступний ряд кристалів Cs2ZnI4, K2CdI4 та K2ZnI4. Головні передумови даних досліджень є такі: оскільки зрозуміло, що дане свічення є власним і не підлягає ідентифікації в рамках відомих механізмів люмінесценції, най-більш імовірно, що дане випромінювання спричинене електронними пере-ходами між зонами (підзонами) кристала. Тому, заміщення одновалентних (Cs, K) чи двовалентних (Cd, Zn) іонів (що впливатиме на параметри енергетичних зон кристала), дозволить встановити зміну енергетичних параметрів даної люмінесценції при зміні структури зон матриці.

В усіх досліджуваних кристалах A2BI4 спостерігалась при високоенергетичному збудженні люмінесценція, подібна за своїми власти-вос-тя-ми до люмінесценції в Cs2CdI4. Енергетичні параметри цього свічення та параметри кристалів підсумовано в таблиці 1.

Обговоримо природу швидкої люмінесценції кристалів A2BI4, що виникає при збудженні високоенергетичними квантами. Оскільки гіпотеза про ОВЛ не підтвердилась, ми розглянули інші види власної люмінесценції. Можливість внутрізонної люмінесценції (ВЗЛ) нами також була відкинута з огляду на наступні чинники: а) на відміну від обговорюваної люмінесценції інтенсивність ВЗЛ є дуже малою; б) часи загасання ВЗЛ є коротші за час загасання люмінесценції кристалів A2BI4; в) ВЗЛ не може володіти температурним гасінням; г) спектр збудження ВЗЛ володіє відмінними властивостями.

Таблиця . Енергетичні параметри (в еВ) і характе-рис-ти-ки швидкої люмінесценції кристалів A2BI4 при 9 К.

Параметр | Cs2CdI4 | K2CdI4 | Cs2ZnI4 | K2ZnI4

Низькоенергетичний край люмінесценції | 1.76 | 2.10 | 1.76 | 1.65

Високоенергетичний край люмінесценції | 3.71 | 3.60 | 3.97 | 3.96

Поріг збудження | 8.5 | 8.8 | 9.7 | 9.1

Ширина забороненої зони | 4.83 | 4.99 | 5.36 | 5.30

Час загасання люмінесценції, нс | 4.2 | 4.0 | 3.7 | 2.8

Таким чином, розглянувши всі можливості власних типів люмінесценції діелектричних кристалів, ми прийшли до висновку, що даний тип свічення відповідає міжзонній люмінесценції. Розглянута нами у роботі модель електронної міжзонної люмінесценції також виявилась неспроможною описати експериментальні дані.

Рис.2. Модель діркової міжзонної лю-мінесценції для кристалу Cs2CdI4.

По-будуємо схему дір-ко-вої міжзонної лю-мі-нес-цен-ції (ДМЛ) на прик-ладі кристала Cs2CdI4 (рис ). Для існування ДМЛ необхідна наяв-ність щілини у валентній зоні кристала. Така щі-ли-на може бути резуль-та-том спін-орбітальної вза-є-мо-дії, яка для йодидів є до-сить значною у порів-нян-ні з іншими га-ло-їда-ми. Для міжзонного дір-ко-вого переходу необ-хід-но створити у нижній підзоні валентної зони дірку. Поріг збудження люмінесценції в цьому випадку відповідатиме енергетичній віддалі між верхом нижньої підзони валентної зони та дном зони провідності. Врахо-вую-чи даний факт можемо припустити, що у цьому випадку провал в спе-кт-рі збудження кристалів, що знаходиться на віддалі порядку 1 еВ від поро-гу збудження, відповідає щілині у зоні провідності (наприклад, між 5sCd та 6sCs у Cs2CdI4). Властивості спектра люмінесценції визначатимуться пара-мет-ра-ми підзон валентної зони: а) низько-енер-ге-тич-ний край люмінесценції від-по-відатиме ширині щілини у валентній зоні; б) ви-со-коенергетичний край лю-мі-несценції від-по-ві-да-тиме енерге-тичній від-да-лі між вер-ши-нами під-зон ва-лент-ної зони. Дру-ге тверд-жен-ня грун-ту-єть-ся та-кож на тому фак-ті, що вип-ро-мі-ню-валь-ні пере-ходи від-бу-ва-ти-муться між дірками, що зна-ходяться на верху ниж-ньої підзони і елект-ро-нами верхньої підзони різ-ного енерге-тичного по-ложення. Цей факт є ре-зуль-татом того, що швид-кість релаксації дір-ки в межах валентної зо-ни (10-12є вищою за швидкість експери-мен-тально визначеного ча-су піс-ля-свічення лю-мі-нес-ценції (10_Як бачимо, модель ДМЛ добре підходить для пояснення енергетичних параметрів спосте-ре-жуваної люмінесценції.

Оскільки механізм ДМЛ є аналогічним механізму ОВЛ, за винятком двох факторів: 1) випромінювальні переходи відбуваються не між остов-ною і валентною зонами, а між підзонами валентної зони; 2) випро-міню-валь-ні переходи відбуваються в межах одного іона або між іонами одного ти-пу (І_), а не між різними типами іонів як у ОВЛ, що призводить до не-зас-то-совності кластерної моделі як у випадку ОВЛ. Через подібність загальних рис моделей ДМЛ та ОВЛ використаємо для пояснення температурної по-ве-дінки даної люмінесценції модель, запропоновану при розгляді тем-пературної залежності ОВЛ у кристалах CsBr. Для цього у нижній під-зо-ні валентної зони виділимо дві області: область I відповідає діапазону де без-випромінювальні Оже-переходи енергетично заборонені, а область II від-по-відає діапазону де Оже-переходи можливі. Зрозуміло, що границя між ци-ми двома областями знаходитиметься на віддалі Eg від вершини ва-лен-т-ної зони. Оскільки час, за який відбувається Оже-перехід, є порядку 10-14 с, то дір-ки з області II релаксуватимуть по Оже-механізму. Тут проявлятиметься кон-куренція між термалізацією дірки в область I та Оже-переходами. Із зрос-танням температури відношення дірок (зони II), що релаксували по Оже-механізму, і дірок, що встигнуть термалізуватись у зону I, зрос-та-тиме на користь перших. Це є першим фактором, що спричиняє тем-пе-ра-тур-не гасіння ДМЛ. З іншого боку при зростанні температури змен-шу-ва-ти-меть-ся ширина забороненої щілини кристала і, як наслідок, від-бу-ва-ти-меться зростання області II. Це зростання області II є другим фактором, що викликає температурне гасіння ДМЛ. В момент, коли область II по-ши-рить-ся на всю нижню підзону ВЗ, наступить повне температурне гасіння ДМЛ.

Таким чином, модель ДМЛ добре узгоджується із експериментальними даними для досліджуваних кристалів A2BI4, тому ми притримуємось такої інтерпретації експериментальних даних.

Загальні характеристики ДМЛ наступні: початок збудження ДМЛ від-по-відає енергії, що рівна віддалі між вершиною нижньої валентної під-зони і дном ЗП. Поріг збудження однаковий для окремих смуг ДМЛ. Спектр збудження ДМЛ несе інформацію про структуру ЗП. Низь-ко-енер-ге-тич-ний край ДМЛ співпадає із шириною щілини у ВЗ. Ширина ДМЛ приблизно рівна ширині верхньої підзони ВЗ. Структура спектрів ДМЛ несе інформацію про густину електронних станів верхньої підзони ВЗ.

Умови існування у кристалі ДМЛ є наступними: у валентній зоні кристала повинна існувати щілина, щоб квант світла міг покинути кристал, його енер-гія повинна попадати в область прозорості кристала, а також повинна існувати у нижній підзоні валентної зони область, де Оже-переходи енергетично за-бо-ронені, тобто віддаль між вершинами підзон валентної зони має бути мен-шою за ширину забороненої щілини. Зазначимо, що ДМЛ буде тем-пе-ратурно стабільною, коли Оже-переходи є забороненими у всій області нижньої підзони валентної зони. Остання умова визначає напрямок пошуку матеріалів, що володіють температурностабільною ДМЛ. Це можуть бути кристали типу A2BBr4 та A2BCl4 де очікується вужча щілина у валентній зоні, або кристали A2BI4 із більшою шириною забороненої зони.

У четвертому розділі розглядаються люмінесцентні властивості домішкових центрів у кристалах K2ZnI4:D (D=Tl, In, Sn, Mn).

При збудженні кристала K2ZnI4:Tl у домішковій області виникає одна смуга люмінесценції талійових центрів, яка зазнає температурного гасіння вже при Т100 К. Через близьке розміщення збуджених рівнів іона Tl+ до краю власного поглинання кристала у спектрі збудження спостерігаються лише А- (дублетної структури) та В-смуги поглинання.

Cвічення Tl+-центрів слабо збуджується в області екситонного поглинання, тому в кристалах K2ZnI4:Tl має місце мала ефективність передачі енергії збудження від екситонів до талійових центрів.

Свічення кристалів K2ZnI4:In при температурі 77 К зосереджене в двох смугах люмінесценції (рис.3), які відповідають AТ- і АХ- смугам випромі-ню-ван-ня, що зумовлені електрон-ни-ми переходами із тетра-го-наль-них і три-го--наль-них мінімумів енер-гетичної поверхні адіа-ба-тич-но-го потенціалу трип-лет-но-го збуд-женого стану 3T1u в основний синг-летний стан 1A1g іона In+.

Рис.3. Спектри відбивання та збудження люмінесценції при 77 К та спект-ри люмі-нес-цен-ції кристала K2ZnI4:In при різ-них температурах.

Спектри збуд-жен-ня подібні для обох смуг лю-мінесценції, спос-терігається ли-ше пе-ре-роз-по-діл інтен-сив-нос-тей між ними. Струк-ту-ра спект-ру та роз-щеп-лен-ня смуг збуд-жен-ня узгод-жу-ють-ся із проявом ефек-ту Яна-Тел-ле-ра. Свічення In+-центрів в кри-с-талах K2ZnI4:In слабо збуд-жу-ється в об-ласті ек-си-тон-ної сму-ги пог-ли-нан-ня (рис.3), тоб-то в даному кристалі реалізується слабий механізм передачі енергії збудження від екситонів до In+-центрів.

Іони Sn2+ у кристалічній гратці K2ZnI4 через їх великий іонний радіус (1,02 A) не можуть заміщати ізовалентні іони Zn2+(0,83 Е). ?атомість вони заміщують в кристалічній гратці іони K+, тому випромінюючий центр у кристалі K2ZnI4:Sn має таку ж структуру, як і в кристалі KI:Sn (Sn2+Vc).

Спектр фотолюмінесценції при збудженні в області A1 - смуги поглинання кристала K2ZnI4:Sn (Eex=3.38 еВ) складається з двох смуг з максимумами 2.01 і 1.87 еВ. При зростанні температури спостерігається гасіння, але немає перерозподілу інтенсивності між смугами як у випадку свічення іонів Tl+ і In+, яке зумовлене ефектом Яна-Теллера. Оскільки у вирощених нами кристалах K2ZnI4:Sn завідомо є значні концентрації катіонних вакансій різного просторового розміщення, то розщеплення смуги люмінесценції в кристалі K2ZnI4:Sn має таку ж природу, як і в кристалі KI:Sn і ми ідентифікуємо його із АТ-смугою люмінесценції, яка має дублетну структуру.

Свічення Sn2+-центрів в кристалах K2ZnI4:Sn не збуджується в області екситонних смуг поглинання (4.9-5.2 еВ), тобто в даному кристалі відсутній механізм передачі енергії збудження від екситонів до Sn2+-центрів. В той же час, в спектрах збудження фотолюмінесценції спостерігається широка смуга в області 6.0 еВ (>Eg), тому в кристалі K2ZnI4:Sn відбувається передача енергії збудження від електронно-діркових пар до Sn2+-центрів свічення.

В спектрі люмінесценції кристала K2ZnI4:Mn спостерігається єдина смуга випромінювання марганцевих центрів при 2,28 еВ. Нами розраховано діа-граму Танабе-Сугано для ідентифікації смуг поглинання із збудженими рів-нями іона Mn2+. З умови мінімального відхилення між теоретичними та екс-периментальними положеннями енергетичних рівнів знайдено силу крис-талічного поля Dq=362 см-1. Співпадіння теоретичних та екс-пе-ри-мен-таль-них положень рівнів покращується при введенні в розрахунок па-ра-мет-ра ковалентності кристала і є найкращим при =13%.

У п’ятому розділі приведені ре-зуль-тати досліджень власної та до-міш-кової люмінесценції Се3+-центрів в La-вмісних кристалах K2LaI5 та Cs3LaI6.

Зі спектру відбивання (рис. а) визначено ширину забороненої зони Eg=4,43 еВ для кристала K2LaI5.

Рис.4. а) спектр відбивання та спектр збудження люмінесценції АЛЕ. б) спект-ри люмінесценції АЛЕ для кристала K2LaI5.

При збудженні кристала K2LaI5 в області екситонного максимуму від-би-вання Eзб=3,9 еВ виникає свічення в області 3,2-1,9 еВрис б). Наші да-ні, з огляду на те, що ця люмінесценція збуджується в екситонній області і во-лодіє швидким гасінням при зрос-танні температури цілком підт-вер-д-жу-ють припущення про екситонну природу даного випро-мі-ню-ван-ня, зроблене у попередніх дос-лід-жен-нях цього крис-та-ла при збудженні Х-променями. Од-нак при оптичному збуд-жен-ні добре помітно, що смуга АЛЕ має струк-ту-ру. Вона є ре-зуль-татом пе-ре-крит-тя двох смуг лю-мі-нес-ценції з мак-си-му-ма-ми при 2,7 та 2,2 еВ.

Край спектру збуд-ження ек-си---тон-ної люмінесценції при 77 К розміщено в області 3,6 еВ. У спектрі збудження спос-те-рі-га-єть-ся ха-рак-тер-ний про-вал (при 4,0 еВ), який спів-падає по енергії із екси-тон-ним максимумом відби-ван-ня. Даний провал спричинено втрата-ми світла на відби-вання та при-поверх-невими втратами у мак-симумі екси-тон-но-го пог-ли-нан-ня. Зі спектрів збудження ек-си-тонної люмінесценції при 10 К, ви-мі-ря-них із розділенням у часі, видно, що у екситонному вип-ро-мі-ню-ван-ні переважає три-ва-ла ком-понента післясвічення>150 нс). Стоксові зсуви даних смуг лю-мі-нес-цен-ції в кри-ста-лі K2LaI5 не є значним (0,9 еВ і 1,4 еВ), що дає підставу при-пус-тити відповідність АЛЕ у цій системі моделі із незміщеним Vk-центром.

При активуванні кристала іонами Ce3+ у спектрі люмінесценції виникає характерний дублет церієвої люмінесценції (3,09 та 2,81 еВ). У церієвій люмінесценції при збудженні у фундаментальній області кристала переважає тривала компонента післясвічення (1 с). Даний факт вказує на те, що в цій області відбувається не пряме збудження Ce3+-центрів, а пе-ре-нос енергії збудження від матриці кристала до домішкових центрів.

Люмінесцентні властивості чистого та активованого іонами Ce3+ кристала Cs3LaI6 досліджуються вперше. Оскільки ВЗ кристалів K2LaI5 та Cs3LaI6 формується станами галоїда, а дно зони про-від-нос-ті формується рівнями лантану, то ширини за-бо-ро-не-ної зони крис-тала Cs3LaI6 є близькою до Eg у K2LaI5 (4,43 еВ). При збуд-же-н-ні кристала Cs3LaI6 в області екситонного поглинання виникає аси-мет-рич-на смуга лю-мінесценції в області 2,8-2,0 еВ. Ми від-но-симо це свічення до випромінювання АЛЕ у кристалі Cs3LaI6. Ця смуга є дублетною і складається із компонент з максимумами 2,50 та 2,28 еВ.

Край спек-т-ру збудження екси-тонної лю-мі-несценції кри-с-тала Cs3LaI6 при 77 К роз-мі-ще-но в області 3,4 еВ. Як і у ви-пад-ку кристала K2LaI5, в спектрі спо-стерігається ха-рактерний про-вал (в області 3,85 еВ), який зу-мовлений роз-мі-щенням при цій енергії екси-тон-ного піку від-би-вання. Стоксів зсув екситонної люмінесценції в даному кристалі є також малим, що вказує відповідність АЛЕ моделі із незміщеним Vk-центром.

Введення у кристал до-міш-ко-вих іонів Ce3+ призводить до поя-ви асиметричної смуги лю-мі-нес-цен-ції в області 2,3-3,2 еВ (рис.5), на довго-хви-льо-во-му краю якої спос-терігаються слі-ди смуг лю-мі-нес-ценції АЛЕ. Дана смуга вип-ро-мінювання відповідає лю-мі-нес-цен-ції церієвих центрів і володіє дуб-летною структурою, як і у ви-пад-ку кристала K2LaI5:Ce. Мак-си-му-ми компонент смуги розміщені при енергіях 2,57 та 2,81. Як ба-чи-мо, спін-орбітальне роз-щеп-лен-ня основного стану іона Ce3+ у кристалі Cs3LaI6:Ce (0,24 еВ) є близьким до цієї величини у кристалі K2LaI5:Ce, однак, у кристалі Cs3LaI6:Ce смуги церієвої люмінесценції погано розділені, що є наслідком їх значної півширини.

Ще однією особливістю спектру люмінесценції Ce3+-центрів при збуд-жен-ні квантами з енергією 4,59 еВ (Езб>Eg) є домінування повільної ком-по-нен-ти післясвічення над швидкою. Цей факт вказує на непряме збудження Ce3+-центрів при поглинанні квантів світла даної області спектру, а передачу енергії збудження до Ce3+-центрів від матриці кристала.

Рис.5. Спектри люмінесценції та збуд-жен-ня люмі-нес-цен-ції крис-тала Cs3LaI6:Ce.

Спектр збуд-жен-ня церієвої лю--мінесценції во-лодіє досить склад-ною струк-ту-рою. Низь-ко-е-нер-гетичні смуги з максимумами 4,46 та 5,04 еВ від-по-відають пог-ли-нанню іо-н-ів Ce3+ (рис.5). Сму-ги в області 5,75-6,48 еВ від-по-відають ут-во-рен-ню коло-ак-ти-ва-торного ек-си-то-на, як це має місце у крис-та-лах LaCl3:Ceсмуга 6,05 еВ).

Крім церієвих смуг випромінювання при активуванні кристала у спектрі люмінесценції з’являється смуга в області 3,6 еВ (рис.5). Дане свічення швидко гаситься і вже при температурі рідкого азоту не реєструється. В спектрі збудження цієї смуги відсутні смуги поглинання іонів Ce3+, зате смуги колоактиваторного екситона володіють тут значно вищою інтенсив-ніс-тю люмінесценції. Ми відносимо це свічення до випромі-ню-ван-ня екситонів, локалізованих поблизу домішкових іонів Ce3+.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ І ВИСНОВКИ

Здійснено комплекс оптичних та люмінесцентно-кінетичних дос-ліджень мо-но-кристалів типу A2BI4, K2ZnI4:D, AnLaIn+3 (A=K, Cs, Rb; B=Cd, Zn; D=Tl, In, Sn, Mn; n=2, 3). Виявлено ряд особливостей вип-ро-мі-ню-вальної ре-лак-сації електронних збуджень у йодистих кристалах, які да-ють ін-формацію про процеси перетворення енергії збудження у даних матеріалах.

1. Вперше досліджено спектри фундаментального відбивання кристалів Cs2CdI4, K2CdI4, Cs2ZnI4 і K2ZnI4. Розраховано спектральні залежності їх оптичних функцій n, k, 1, 2. Оцінено ширини заборонених зон цих кристалів, та параметри екситонів.

2. Вперше у досліджуваних кристалах A2BI4 (A=Cs, K; B=Cd, Zn) виявлено люмінесценцію АЛЕ. Параметри даної люмінесценції відповідають моделі автолокалізованих екситонів зі зміщеним Vk-центром.

3. З’ясовано природу швидкої власної люмінесценції кристалів A2BI4 та отримано перше експериментальне підтвердження існування діркової міжзонної люмінесценції у діелектричних кристалах. Запропоновано модель ДМЛ, проаналізовано енергетичні властивості, умови існування та умови температурної стабільності ДМЛ. Вказано напрямок пошуку матеріалів, які можуть володіти температурностабільною ДМЛ.

4. Виявлені у кристалах A2BI4 висока інтенсивність, короткі часи загасання та нижчий, відносно ОВЛ, поріг збудження діркової міжзонної люмінесценції є передумовами широкого використання ДМЛ-активних матеріалів при створенні швидкодіючих сцинтиляторів.

5. Показано визначальний вплив ефекта Яна-Теллера на структуру спектрів та параметри люмінесценції ртутеподібних домішкових центрів у кристалах K2ZnI4. Виявлено низьку ефективність передачі енергії збудження від матриці до домішкових центрів, які заміщають у гратці кристала K2ZnI4:D одновалентний іон K+.

6. Розраховано діаграми Танабе-Сугано для збуджених рівнів іона Mn2+ у кристалі K2ZnI4:Mn, з допомогою яких визначено силу кристалічного поля та оцінено параметр ковалентності кристала. У кристалі K2ZnI4:Mn має місце передача енергії збудження від екситонів до домішкових Mn2+-центрів, які заміщають у кристалічній гратці двовалентні іони Zn2+.

7. Виявлено дублетну структуру смуги АЛЕ у кристалах K2LaI5 і Cs3LaI6. Люмінесценція АЛЕ у цих крис-та-лах володіє тривалим часом післясвічення. У кристалах K2LaI5 і Cs3LaI6 реа-лізується модель автолокалізованих екситонів із незміщеними Vk-цент-ра-ми. Збуд-жен-ня кристалів K2LaI5:Ce та Cs3LaI6:Ce високоенергетичними квантами приз-во-дить до наявності тривалої компоненти післясвічення Ce3+-центрів, що зу-мовлено механізмом збудження домішкових центрів з допомогою пере-да-чі їм енергії збудження екситонами та електронно-дірковими парами від матриці кристала.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ДИСЕРТАЦІЇ ВИКЛАДЕНІ В РОБОТАХ:

[1] М.С.Пiдзирайло, В.В.Вiстовський, Х.К.Максимович, I.В.Стефанський. Спектроскопiя чистих та активованих iонами Tl+ кристалiв K2ZnI4. Журн. фiзичних дослiджень.- 2001.- Т.5, № 1.- с. 80-84.

[2] O. Berdychevsky, V. Vistovsky, V. Kupchinskiy, M.Pidzyrailo, I. Stefansky. Effects of the vibronic interactions in the K2ZnI4:In and Rb2ZnI4:In crystals. // Journal of Luminescence - 2003. - Vol. 101, № 3. - Р. 184-192.

[3] M.S.Pidzyrailo, V.V.Vistovsky, O.T.Antonyak. Impurity luminescence of K2ZnI4:Sn Crystal // Optics Communications.- 2001.- v.6, No.196, p.220-223.

[4] Пiдзирайло М.С., Бердичевський О.М., Вiстовський В.В., Сторчун М.В. Оптико - спектральнi характеристики кристалiв A2ZnI4 (A = K, Rb, Cs) // Фiзичний збiрник НТШ. - 2001. - Т. 4. - с. 61 - 68.

[5] В.Вiстовський, М.Пiдзирайло. Особливостi люмiнесценцiї кристала K2ZnI4:Mn // Вiсн. львiв. ун-ту. Сер. фiз.-2001.-Вип.34.-с.43-48.

[6] О.М.Бердичевський, В.В.Вiстовський, I.П.Пашук, М.С. Пiдзирайло. Спектроскопiя кристалiв Cs2ZnI4:Mn i Rb2ZnI4:Mn // Журн. фiз. досл.- 2000.- Т.4, № 4.-с.464-469.

[7] Berdychevsky O.M., Vistovsky V.V., Pidzyrailo M.S., Bolesta I.M., Storchun M.V. Luminescence characteristics of the Rb2CdI4 crystal // Optics Communications. - 2000. - v.184. № 1 - 4 - Р. 169-174.

[8] M.Pidzyrailo, V.Vistovsky, R.Gnyp. Luminescence of K2ZnI4:Sn // Book of abstract of VI International Conference on Inorganic Scintillators and Their use in Scientific and Industrial Applications (SCINT2001). - September 16 - 21, 2001, Chamonix, France. - p.27.

[9] M.Pidzyrailo, V.Vistovsky, A.Voloshinovskii. Optical and Spectral Characteristics of the Cs2CdI4 single crystals under excitation in VUV Region // Book of abstract of the International Conference on Luminescent Detectors and Transformers of Ionizing Radiation (Lumdetr-2003).- September 1-5, 2003, Prague, Czech Republic.-p.167.

[10] V.Vistovsky, A.Voloshinovskii, M.Pidzyrailo, G.Stryganyuk. Optical and Spectral Characteristics of the Cs2ZnI4 and K2ZnI4 single crystals under excitation in VUV Region // Book of abstract of VII International Conference on Inorganic Scintillators and Industrial Applications (SCINT2003).- September 8-12, 2003, Valencia, Spain.- p.77-78.

[11] M.Pidzyrailo, V.Vistovsky, R.Gnyp, G.Stryganyuk. Optical and spectral characteristics of the Cs2CdI4 under excitation in VUV region // Book of abstract of the Second International Workshop “Physical aspects of the luminescence of complex dielectrics” (LOD-2002), July, 8-10, 2002, Lviv, Ukraine, p.75.

[12] В.В.Вiстовський. Оптичнi та спектральнi характеристики кристала K2ZnI4:Mn // Збiрник тез Мiжнародної конференцiї студентiв та молодих науковцiв по теоретичнiй та експериментальнiй фiзицi (EURECA-2001), 16-18 травня 2001 р., Львiв, Україна, с.79.

[13] M.S.Pidzyrailo,О.М. Berdychevsky, V.V.Vistovsky, I.V.Stefansky. Spectof the pure and Tl+-doped K2ZnI4 crystals. // Book of abstract of the International Conference on Luminescent Detectors and Transformers of Ionizing Radiation (Lumdetr-2000), August 14 - 17, 2000, Riga, Latvia, p.75.

[14] Пiдзирайло М.С., Бердичевський О.М., Вiстовський В.В., Сторчун, М.В. Оптико - спектральнi характеристики кристалiв A2ZnI4 (A= K, Rb, Cs) // Матерiали II мiжнародного смакулового симпозiуму “Фундаментальнi i прикладнi проблеми сучасної фiзики”, 6 - 10 вересня 2000 р., Тернопiль, Україна, с. 120-121.

[15] Pidzyrailo M.S., Berdychevsky O.M., Vistovsky V.V., Parandiy P.P., Stefansky I.V. Spectroscopy of the LaI3 crystal // Book of abstract of 13th International Symposium on Exoemission and related relaxation phenomena, August 21 - 26, 2000, Jurmala, Latvia, p. 25.

[16] Pidzyrailo M.S., Berdychevsky O.M., Vistovsky V.V., Pashuk I.P. Optical and spectral properties of the crystals A2ZnI4:Mn2+ (A=Cs, Rb) // Book of abstract International Conference on Inorganic Scintillators and Their Applications (SCINT99). - August 16 - 20, 1999, Moscow, Russia. - p.166.

Вістовський В.В. Механізми перетворення високоенергетичних елект-рон-них збуджень в багатокомпонентних йодистих кристалах. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-мате-ма-тич-них наук за спеціальністю 01.04.10 – фізика напівпровідників і діе-лект-ри-ків, Львівський національний університет імені Івана Франка, Львів, 2004.

Робота присвячена встановленню механізмів транс-фор-ма-ції та випро-мі-нювальної релаксації ви-сокоенергетичних збуджень у крис-талах склад-них йодидів, пошуку La-вмісних матеріалів, які мо-жуть бути використані у якості матриць для введення іонів рідкісно-зе-ме-ль-них елементів, а також дослідженню свічення домішкових іонів Се3+ в цих матрицях.

Встановлено ряд особ-ли-вос-тей процесів релаксації високоенергетичного збудження за участю валентних дірок в чистих кристалах A2BI4. Встановлено природу швидкого випромінювання кристалів A2BI4 та проінтерпритовано його як діркову міжзонну люмінесценцію (ДМЛ). Побудовано модель ДМЛ. Досліджено люмінесценцію АЛЕ у даних кристалах.

Встановлено основні властивості домішкової люмінесценції ртутеподібних центрів у кристалах K2ZnI4.

Досліджено люмінесценцію АЛЕ та церієвих центрів у кристалах K2LaI5 і Cs3LaI6. Показано наявність передачі енергії збудження екситонами та гарячими носіями заряду від матриці кристала до домішкових Ce3+-центрів.

Ключові слова: високоенергетичні електронні збудження, діркова міжзонна люмінесценція, йодиди, випромінювальна релаксація, автолокалізований екситон, ртутеподібні центри, час загасання.

Вистовский В.В. Механизмы трансформации высокоэнергетических элект-рон-нных возбуждений в многокомпонентных кристаллах галоидов иода. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-матема-ти-чес-ких наук по специальности 01.04.10 - физика полупроводников и диэ-лек-триков, Львовский национальный университет имени Ивана Франко, Львов, 2004.

Работа посвящена исследованию механизмов транс-фор-мации и излу-ча-тельной релаксации вы-сокоэнергетических воз-буж-де-ний в кристаллах слож-ных иодидов, поиску новых La-содержащих ма-те-ри-а-лов, которые мож-но использовать в качестве матриц для введения ионов ред-ко-зе-мель-ных элементов, а также изучению свечения примесных ионов Се3+ в этих мат-рицах.

Установлено особенности процессов релаксации высоко-энерге-ти-чес-ких возбуждений в чистых кристаллах A2BI4. Определена природа быст-ро-го излучения кристаллов A2BI4 и проинтерпретирована как дырочная меж-ду-зонная люминесценция (ДМЛ). Построена модель ДМЛ. Исследована лю-минесценция АЛЭ в данных крис-тал-лах.

Исследованы свойства примесной люминесценции рту-те-по-доб-ных цент-ров в кристаллах K2ZnI4.

Исследована люминесценция АЛЭ и цериевых центров в кристаллах K2LaI5 и Cs3LaI6. Показано наличие пе-ре-дачи энергии возбуждения экситонами и горячими носителями заряда от мат-рицы кристалла к примесным Ce3+-центрам.

Ключевые слова: высокоэнергетические электронные возбуждения, ды-роч-ная междузонная люминесценция, йодиды, излучательная релаксация, автолокализированный экситон, ртутеподобные центры.

Vistovsky Mechanisms of high-energy electronic excitations transformation in multicomponent crystals of iodine halides. – Manuscript.

Thesis for the defending of candidate degree (PhD) in physics and mathematics, speciality 01.04.10 - physics of semiconductors and insulators. Ivan Franko National University of Lviv, Ukraine, 2004.

The dissertation work is devoted to the study of the mechanisms of transformation and radiative relaxation of high-energy electronic excitations in complex iodide crystals, to search for the new La-containing materials which can be used as matrices for doping with ions of rare-earth elements and also to the studying of the impurity luminescence of the Се3+ ions in these matrices.

The excitation of the Cs2CdI4 crystal by quanta with the energy Eexc=4.45 (Eexc=E1) at 9 K results in the luminescence in the region from 3.5 to 1.7 eV. Taking into account the