Проанализированы свойства основных дырочных центров в MgO (значения g-фактора, положение полос поглощения и люминесценции, область термического разрушения) с упором на основные закономерности их изменения и соотношение между различными параметрами центров. Особое внимание уделено дырочным центрам [Be] +
ВведениеMgO является простейшим представителем класса широкощелевых оксидов (E g = 7.8 eV) и часто рассмат-ривается в качестве модельной системы. При этом MgO имеет разнообразные практические применения -как изоляционный, радиационно-стойкий и даже как люми-несцентный материала УФ-диапазона (5−7 eV).Подобно большинству щелочно-галоидных кристал-лов (ЩГК) оксид магния имеет кубическую гранецен-трированную решетку Браве, где O 2− -анионы формиру-ют плотноупакованную структуру. Анионы и катионы расположены в октаэдрических позициях, ионный радиус равняется 1.26 и 0.86Å для O 2− и Mg 2+ соответственно. Несмотря на схожесть кристаллической решетки, свой-ства электронных возбуждений в MgO и ЩГК различны. Во всех ЩГК при достаточно низких температурах дырки после колебательной релаксации в валентной зоне испытывают автолокализацию, образуя неподвиж-ные V K -центры. Структура V K -центра определена при помощи метода ЭПР -двухгалоидная квазимолекула X − 2 , расположенная вдоль направления 110 и занима-ющая два анионных узла [1,2]. Из-за сильного электрон-фононного взаимодействия при низких температурах в регулярных участках решетки ЩГК происходит и авто-локализация экситонов (см., например, [3,4]). С другой стороны, в спектрах отражения и люминесценции MgO при низких температурах обнаружены лишь проявления экситонов большого радиуса, а также высокоподвиж-ных электронов проводимости (e) и дырок валентной зоны (h). По нашему мнению, это фундаментальное различие в поведении дырок в регулярных участках ЩГК и MgO может влиять также и на процесс захвата дырок на различные примесные центры.Оптические свойства MgO сильно зависят от присут-ствия в кристалле различных дефектов. В номинально чистом MgO, не подвергнутом облучению тяжелыми частицами, преобладают дефекты, возникающие в про-цессе выращивания монокристалла (as-grown defects). В основном это катионные примеси -как двух-(Ca 2+ , Mn 2+ ), так и трехвалентные (Fe 3+ , Cr 3+ , Al 3+ ), а также катионные вакансии (v c ), нейтрализующие избыточный заряд трехвалентных примесей. При облучении кристал-лов MgO ионизирующим излучением (ультрафиолетовая радиация, рентгеновские лучи) образуются свободные дырки, которые затем локализуются рядом с катионны-ми вакансиями (так называемые V -центры). Свободные электроны захватываются преимущественно на катион-ные примеси. В специально легированных кристаллах дырки могут также локализоваться рядом с одно-(Li + , Na + или Be 2+ со-ответственно. Если в состав дырочного центра с катион-ной вакансией (V -центра) входит еще и примесный ион, то последний отмечается как нижний индекс (например, V Al -центр), если же у дырочного центра отсутствует эффективный заряд относительно нейтральной решетки, то верхний индекс может быть опущен. Для MgO та...
