Cherenkov radiation and cathodoluminescence in sapphire, quartz, and diamond under the excitation of an electron beam

Abstract

The paper reports data on the emission of sapphire, KU-1 quartz, and synthetic diamond in the wavelength range of 200–800 nm excited by a pulsed electron beam with an energy of up to 350 keV. Broadband radiation, the intensity of which increases with decreasing wavelength in the range of 220–400 nm, was detected. Such dependence of the radiation intensity on the wavelength is characteristic of Cherenkov radiation (CR). Moreover, the duration of the radiation pulse coincides with that of the electron beam current pulse. For sapphire and quartz, the duration of radiation pulses at the spectral range 220–400 nm is close to the duration to electron beam current pulses. For synthetic diamonds, both cathodoluminescence and CR are detected in this spectral region. The intense band of free excitons with maximum at 235 nm is found at high beam current densities and electron energies 50–350 keV.

Characterization of <i>α</i>-Al₂O₃ in Structural Isomers of Alumina Formed by Oxidation of Fe–Cr–Al Alloys

“…Ideally, further studies of the spectra should be conducted because it is routine to perform several investigations of the CL spectra of Al 2 O 3 . [37][38][39][40][41] Nevertheless, because the use of the present CL equipment is relatively convenient, CL mapping can be used to observe the inhomogeneous distribution of corundum (α-Al 2 O 3 ) rapidly.…”

Излучение Вавилова-Черенкова И Импульсная Катодолюминесценция В Полиметилметакрилате При Возбуждении Субнаносекундным Пучком Электронов

“…Из теории [8] хорошо известно, что интенсивность ИВЧ в области прозрачности образцов возрастает с уменьшением длины волны излучения. Расчеты спектров ИВЧ для различных веществ при энергиях электронов в десятки-сотни keV приведены в [6,[9][10][11].…”

“…Экспериментально (при возбуждении пучком электронов с энергией, составляющей сотни keV и 6 MeV) спектры ИВЧ для образцов из алмаза, кварца и сапфира были получены в работах [9][10][11], где демонстрировались основные отличительные свойства ИВЧ. К ним относятся наличие для появления ИВЧ пороговой энергии у заряженных частиц, увеличение интенсивности ИВЧ с уменьшением длины волны, безынерционность эффекта Вавилова−Черенкова относительно импульса возбуждения и наличие угла между направлением ИВЧ и траекторией движения заряженных частиц, который зависит от энергии частиц.…”