The emission spectra and the excitation spectra of various emissions have been measured in LiF crystals at 9 K using VUV radiation of 10-33 eV. Contrary to the luminescence of selftrapped excitons (3.4 eV), the efficiency of several extrinsic emissions (4.2, 4.6 and 5.8 eV) is very low in the region of an exciton absorption (12.4-14.2 eV). A single exciting photon of 28-33 eV is able to create a primary electron-hole (e-h) pair and a secondary exciton. The tunnel phosphorescence has been detected after the irradiation of LiF by an electron beam or X-rays at 6 K, and several peaks of thermally stimulated luminescence (TSL) at 12-170 K appeared at the heating of the sample. It was confirmed that the TSL at 130-150 K is related to the diffusion of self-trapped holes (V K centres). The TSL peak at ~160 K is ascribed to the thermal ionisation of F′ centres. The TSL at 20-30 K and 50-65 K is caused by the diffusion of interstitial fluorine ions (I centres) or H interstitials, respectively. The TSL peak at ~13 K, the most intense after electron or X-irradiation, cannot be detected after LiF irradiation by VUV radiation, selectively forming excitons or e-h pairs. The creation of a spatially correlated anion exciton and an e-h pair is needed for the appearance of this peak: an exciton decays into an F-H pair, a hole forms a V K and an electron transforms H into I (an F-I-V K group is formed) or an F centre into a two-electron F′ centre (an F′-H-V K group). The analysis of the elementary components of the 9-16 K TSL showed that a phonon-induced radiative tunnel recombination of F′-V K (5.6 eV), F-H (~3 eV) and F-V K (3.4 eV) occurs within these groups.Short Title: Low-temperature excitonic, electron-hole and interstitial-vacancy processes in LiF

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...

No abstract

No abstract

Luminescence characteristics of single crystals (SC), single crystalline films (SCF), powders and ceramics of YAlO 3 and YAlO 3 :Ce have been studied at 4.2-300 K under photoexcitation in the 4-20 eV energy range and X-ray excitation. The origin and structure of defects responsible for various exciton-related emission and excitation bands have been identified. The ~5.6 eV emission of YAlO 3 SCF is ascribed to the self-trapped excitons. In YAlO 3 SC, the dominating 5.63 eV and 4.12 eV emissions are ascribed to the excitons localized at the isolated antisite defect Y 3+ Al and at the Y 3+ Al defect associated with the nearest-neighbouring oxygen vacancy, respectively. Thermally stimulated release of electrons, trapped at these defects, takes place at 200 K and 280 K, respectively. The formation energies of various Y 3+ Al-related defects are calculated. The presence of Y Al antisite-related defects is confirmed by NMR measurements. The influence of various intrinsic and impurity defects on the luminescence characteristics of Ce 3+ centers is clarified. The assumption about effective formation of the {Y 3+ Al-V O }-type defects in YAP SC is supported also by the comparison of the Y 3+ Al and {Y 3+ Al-V O } defects formation energies. 3.3. Calculation of the Y 3+ Al , {Y 3+ Al-V O }, and {Y 3+ Al-Ce 3+ } defects formation energies Ab-initio computations allow determination the total energies as a function of ionic coordinates and types of ions, and thus provide independent information about the microscopic structure of a defect and clarify some models of defects. The density functional theory (DFT) calculations were performed by us within the local spin-density approximation (LSDA). We have used the all-electron full-potential local-orbital