Гранкiн Денис Вiкторович. Iонолюмiнесценцiя широкозонних твердих тiл у метастабiльному станi : Дис... канд. наук: 01.04.07 - 2006.
Анотація до роботи:
Гранкін Д.В. Іонолюмінесценція широкозонних твердих тіл у метастабільному стані.- Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.07 – Фізика твердого тіла. - Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України, Донецьк, 2006.
Дисертація присвячена дослідженню електронних явищ, що виникають при взаємодії низькоенергетичних іонів (~ 100 еВ) з поверхнею широкозонних твердих тіл, і моделюванню й експериментальному вивченню іонолюмінесценції (ІЛ) та іонно-фотонної емісії в області низьких енергій іонів. Показано, що збудження ІЛ може відбуватися внаслідок коливально-електронної релаксації високозбуджених в іонному ударі коливальних станів. Побудовано стадійний і мікромеханізм ІЛ двокомпонентних широкозонних твердих тіл (в тому числі, з адсорбованими частинками) в області низьких значень енергії іонів (5-200 еВ) у наближенні багатоквантового коливально-електронного переходу. Виявлено ефект збільшення в десятки разів інтенсивності ІЛ, що збуджується низькоенергетичними іонами , при опроміненні зразка ZnS,CdS-Ag УФ світлом. Показано, що коливально-електронний механізм у збудженні ІЛ ZnS,CdS-Ag іонами діє при енергіях іонів 12-200 еВ.
1. В дисертації вперше при описі ІЛ враховано процеси коливального збудження низькоенергетичними іонами атомів твердого тіла, з подальшою їх релаксацією в результаті акомодації енергії по електронному каналу. Вперше передбачено і показано, що збудження ІЛ низькоенергетичними іонами може відбуватися внаслідок коливально-електронної релаксації високозбуджених в іонному ударі коливальних станів, а також враховано високоефективну акомодацію коливальної енергії по електронному каналу.
2. Побудовано стадійний і мікромеханізм ІЛ двокомпонентних широкозонних твердих тіл в області низьких значень енергії іонів (5-200 еВ) в наближенні багатоквантового коливально-електронного переходу – коливально-електронний механізм ІЛ, і на його основі розраховано швидкості та ймовірності коливально-електронної релаксації і вихід ІЛ в даних умовах.
3. Теоретично передбачено ефект, а в пошукових експериментах виявлено збільшення в десятки разів інтенсивності ІЛ, яка збуджується низькоенергетичними іонами , при опроміненні зразка ZnS,CdS-Ag УФ світлом. Показано, що ефект обумовлений високоефективною електронною акомодацією енергії високозбуджених коливальних станів, що утворюються при іонному ударі, в результаті передачі коливальної енергії електрону на мілкій пастці.
4. Знайдено, що відношення перерізів електронного збудження «домішка-зона», «зона-зона» для ZnS,CdS-Ag іонами (<200 еВ) більш ніж 105 і було таким же, як і в теоретичних розрахунках.
5. Показано, що коливально-електронний механізм в збудженні ІЛ ZnS,CdS-Ag іонами діє при енергіях іонів 12-200 еВ. При більш високих енергіях його внесок в інтенсивність ІЛ зменшується і при >500 еВ не спостерігається.
6. Побудовано механізм збудження ІФЕ низькоенергетичними іонами в наближенні молекулярно-дисоціативної моделі, в якому вперше враховано процеси коливально-електронної релаксації за участю електронних станів в твердому тілі. Знайдено, що електронне збудження широкозонних твердих тіл із системою мілких електронних пасток УФ світлом може призводити до зменшення, а ІЧ світлом – до збільшення інтенсивності ІФЕ і швидкості іонного травлення.
7. Знайдено, що електронний канал акомодації енергії коливально-збуджених частинок на широкозонних твердих тілах в метастабільному стані може визначати швидкість іоностимульованої десорбції, і що за допомогою УФ та ІЧ збудження можна управляти її швидкістю. Розроблено механізм іоностимульованої десорбції адсорбованих частинок з поверхні сполук AIIBVI, що враховує їх коливальне збудження, і в якому вперше введені процеси релаксації коливально-збуджених адмолекул по високоефективному електронному каналу.
Публікації автора:
Бажин А.И., Гранкин Д.В.Модель колебательно-электронного механизма возбуждения ионолюминесценции и ионно-фотонной эмиссии // Изв. АН, Сер. Физическая. – 2002. – Т. 66, № 1. – С. 134-137.
Гранкин Д.В., Бажин А.И.Кинетический механизм ионолюминесценции в представлении многоквантового колебательно-электронного перехода // Поверхность. – 2003. – № 9. – С. 105-110.
Гранкин Д.В., Бажин А.И. Кинетические закономерности аккомодации энергии колебательно-возбужденных молекул и десорбция при облучении широкозонных твердых тел УФ светом // Химическая физика. – 2005. – Т. 24, № 4. – С. 18-28.
Бажин А.И., Гранкин Д.В.Ионолюминесценция широкозонных твердых тел в метастабильном состоянии и десорбция, вызванная электронными переходами // Вестник Донецкого ун-та. Сер. А: Естественные науки. – 2002. – Вып. 1. – С. 249-254.
Гранкин Д.В., Бажин А.И. Ионостимулированная десорбция атомных частиц с поверхности в поле излучения // Вестник Донецкого ун-та. Сер. А: Естественные науки. – 2004. – Вып. 1. – С. 301-307.
Гранкин Д.В., Бажин А.И., Лазаренко С.В.Ионолюминесценция кристаллов в области малых энергий бомбардирующих ионов // Вестник Приазовского гос. тех. ун-та. – 2001. – № 11. – С. 339-345.
Bazhin A.I., Grankin D.V. Relaxation processes of vibrational excitations on the surface of solids under ion bombardment // Proceedings of 11th International Conference on Radiation Physics and Chemistry of Condensed Matter. – Tomsk, TPU, 2000. – P. 299-301.
Bazhin A.I., Grankin D.V. Model of vibrational-electronic mechanism of excitation of ionoluminescence and ion-photon emission // Proceedings of the 9th International Workshop on Ion Beam Surface Diagnostics. – Zaporizhzhya, ZISMG, ZSU, 2000. – P. 19-21.
Бажин А.И., Гранкин Д.В.Ионолюминесценция твердых тел с системой мелких электронных ловушек в колебательно-электронной модели // Материалы 15й Международной конференции «Взаимодействие ионов с поверхностью». – Москва, Звенигород, 2001. – Т. 1. – С. 441-444.
Бажин А.И., Гранкин Д.В.Возбуждение цинксульфидных кристаллофосфоров под действием низкоэнергетических ионов // Материалы Междунар. конференции по люминесценции. – Москва, ФИАН, 2001. – С. 207.
Grankin D.V., Bazhin A.I. The mechanism of photostimulated relaxation of vibrational-excited molecules on the surface of semiconductor catalyst // Proc. 1-st EFCATS School on Catalysis “New Trends in Catalysis Research and Application”. – Prague (Czech Republic), 2001. – P. 173.
Grankin D.V. Electron accommodation of energy of vibrationally excited molecules and desorption at the wide-band solids illumination by UV light // Proceedings of 9th International Workshop on Desorption Induced by Electronic Transitions. – Aussois (France), 2002. – P. 17.
Гранкин Д.В., Бажин А.И. Механизмы диссипации энергии колебательных возбуждений, индуцируемых ионным ударом // Материалы 6й Международной конференции по модификации материалов пучками частиц и плазменными потоками. – Томск, ТПУ, 2002. – С. 284-287.
Гранкин Д.В., Бажин А.И.Процессы релаксации колебательных возбуждений, возникающих в пленках при радиационной обработке // Материалы Международной научно-технической конференции «Тонкие пленки и слоистые структуры». – Москва, МИРЭА, 2002. – Т. 1. – С. 251-254.
Grankin D.V., Bazhin A.I.Vibrational-electronic Processes In Reaction Of Heterogeneous Recombination Of Adatoms And Stimulated Desorption // Proceedings of 6th International Conference on Catalysis. – Innsbruck (Austria), 2003. – A2.182.
Grankin D.V., Styrov V.V., Tyutyunnikov V.I. Luminescence dosimetry of ionizing radiation with reading-out by low energy ions // Book of abstracts of 5th European Conference on Luminescent Detectors and Transformers of Ionizing Radiation LUMDETR. – Prague (Czech Republic), 2003. – P. 175.
Бажин А.И., Гранкин Д.В.Ионостимулированная десорбция с поверхности полупроводника в поле УФ-излучения // Материалы 17й Международной конференции Взаимодействие ионов с поверхностью. – Москва, Звенигород, 2005. – Т. 1. – С. 508-511.
