відображення
сортування нова вкладка
email:
Пошук       Вибрана Вершина:       Вершина2:

розчин


Рисунок 4.16 г – Протравлена у киплячому розчині NaОН протягом 25 хвилин площина (010) Zn0,9Mg0,1WO4 центр. Збільшення ? 603
  • Одним з практичних застосувань твердих розчинів на основі А2В6 можуть бути детектори інтроскопічних систем мультиенергетичної комп’ютерної томографії, зокрема, у вигляді додаткового каналу низькоенергетичний підсистеми, що пов'язано з низьким значенням ефективного атомного номера ZnS (Zеф = 26). З іншого боку, варіюючи складом такого твердого розчину, можна знижувати температуру розплаву, щодо Трозпл. чистого ZnS, що може істотно спростити технологічний процес отримання кристалічного об'ємного матеріалу. У той же час, дослідження цих матеріалів становить інтерес, з точки зору використання їх в сцинтиляційному матеріалознавстві, оскільки змінюючи склад компонентів в тій чи іншій системі твердих розчинів з'являється можливість варіювати їх властивості, у тому числі і сцинтиляційні. Серед набору різних твердих розчинів сполук А2В6, особливий інтерес може представляти отримання та дослідження твердих розчинів ZnS-ZnSe.
  • Отримання об'ємних кристалів твердих розчинів ZnSe-ZnS здійснювали в печі високого тиску методом Бріджмена-Стокбаргера в графітових тиглях при тиску інертного газу аргону 2*106 Па. Після вирощування проводили хіміко-спектральний аналіз на вміст катіонних домішок, а також визначали реальний склад твердого розчину. Для досліджень використовували набір зразків кристалів твердих розчинів ZnS-ZnSe, вирощених з наступним атомним співвідношенням халькогенів: ZnSe0,95S0,05; ZnSe0,75S0,25; ZnSe0,7S0,3; ZnSe0,6S0,4.
  • 4.1 Особливості вирощування монокристалів ZnWO4 та їх твердих розчинів. Крім того в роботі ставилась задача одержати кристали твердих розчинів вольфраматів цинку та магнію.
  • Підвищення сцинтиляційного світлового виходу може бути досягнуто шляхом переходу від чистих сполук до твердих розчинів неорганічних діелектриків. Більшість розчинів, згаданих вище, були леговані рідкісноземельними іонами. Ефект може бути замаскований наступними факторами, які також впливають на процес висвічування домішки в твердих розчинах: (I) Розташування енергетичних рівнів домішки в забороненій зоні залежить від концентрації одного компонента х. Наприклад, в Gd3(AlxGa1-х)5O12:Се нижчий 5d рівень Ce3+ знаходиться в безпосередній близькості від дна зони провідності або навіть в зоні провідності, коли значення х прагне до 0 [47, 48]. У цьому випадку висвічування іонів Ce3+ гаситься внаслідок термічної іонізації центру висвічування. (II) Активатор іноді неоднорідне входить в тверді розчини в зв'язку з відмінністю іонних радіусів домішки і заміщених катіонів. Наприклад, у випадку (LuxY1-х)ВO3:Ce іони церію (іонний радіус Се3+ = 1,143 ?) заміщають переважно Y3+ (іонний радіус = 1,02 ?), а не Lu3+ (іонний радіус = 0,98 ?). (III) Фазовий склад може змінюватися в залежності від співвідношення компонентів у твердому розчині. Наприклад, у (LuxY1-х)BO3:Eu друга фаза утворюється при х > 0,5 і її присутність значно змінює процеси переносу енергії [43]. Наприклад, у випадку (LuxY1-х)ВO3:Ce іони церію (іонний радіус Се3+ = 1,143 A) заміщають переважно Y3+ (іонний радіус = 1,02 A), а не Lu3+ (іонний радіус = 0,98 A). (III) Фазовий склад може змінюватися в залежності від співвідношення компонентів у твердому розчині. З метою вивчення модифікації процесів переносу енергії в твердих розчинах виключно як функції довжини термализации носіїв заряду необхідно уникнути впливу всіх згаданих ефектів і вибрати тверді розчини з наступними властивостями: (I) Центри свічення повинні бути власного походження, наприклад, висвічування автолокалізаційних екситонів (АЛЕ). У разі висвічування АЛЕ процес передачі енергії до центрів висвічування мається на увазі ефективність створення екситонів з розділених електронів і дірок. (II) На процес утворення станів, відповідальних за власне випромінювання, не повинно впливати зміна складу твердого розчину. (III) Повинен бути вибраний монофазний твердий розчин.
  • Дослідження показали, що введення Mg2+ в кристалічну комірку ZnWO4 (в межах від 0,05 мол. % до 0,95 мол. %) не призводить до зміни її типу і спостерігається безперервний ряд твердих розчинів заміщення. Об’єм елементарної комірки лінійно зростає від MgWO4 до ZnWO4, що опосередковано підтверджує існування безперервного ряду твердих розчинів заміщення. Було досліджено кристали ряду твердих розчинів ZnxMg1-xWO4, і кристали ZnWO4 . Для виявлення дислокацій на поверхні кристалів ZnWO4 в площині (010) попередньо проводили хімічну поліровку поверхні наступним чином: витримували зразок у розчині HCl:H3PO4 (1:2) протягом 10 хвилин. Після поліровки зразки ZnWO4 піддавали дії селективного травителя 4 М розчина КОН на протязі 20 хвилин при температурі 70 °С. При утворенні на протравленій поверхні тонкої білої плівки її обробляли струменем крижаної оцтової кислоти. Для кристалів твердих розчинів ZnxMg1-xWO4 розчин КОН проявив себе слабо – знадобилось багато часу для досягнення результату, тому травлення поверхні проводилося 4М розчином NaOH. На відміну від КОН, в якому зразки кип’ятилися протягом 40 хвилин, киплячий розчин NaОН надав потрібний результат за 25 хвилин. Після травлення зразки твердих розчинів промивали струменем дистильованої води. Слід зазначити, що у кристалах ряду твердих розчинів, які травилися при аналогічних умовах, появи дендритів не спостерігається. Для кристалів ряду твердих розчинів кінетика травлення подібна до кінетики ZnWO4, але більш інерційна – ямки починають проявлятися в середньому на 10 хвилин пізніше. Дендрити не спостерігалися в жодному з кристалів твердого розчину. За отриманими результатами РФА та скануючої електронної мікроскопії можна зробити висновок, що зразки кристалів твердих розчинів ZnxMg1-xWO4 мають гомогенний монофазний склад заданої стехіометрії.
  • Розроблено спосіб одержання твердих розчинів ZnS – ZnSe, виготовлено та досліджено їх люмінесцентні характеристики, показано, що зразки ZnS0,3Se0,7 мають світловий вихід 110 % відносно ZnSe(Te) та більш низький відносно нього рівень післясвітіння (0.002 %).