Кутова залежність йонолюмінесценції для кварцевого скла
Анотація
У статті розглядається кутова залежність йонолюмінесценції для прозорих полірованих зразків кварцового скла. Ми виміряли спектри йонолюмінесценцію кварцового скла в діапазоні довжин хвиль 400–700 нм для різних бомбардуючих йонів (H1+, H2+, He+ 210 та 420 кэВ) та зареєстрували два відомих найпоширеніших піки інтенсивного випромінювання (синій з максимумом біля 456 нм та червоний — 645 нм). Для вивчення кутової залежності люмінесценції було досліджено поведінку максимуму синього піку як функцію кута спостереження в діапазоні 0–70°, а саме було знайдено індикатрису на довжині хвилі 456 нм. Встановлено, що інтенсивність, яка відповідає йонолюмінесцентним індикатрисам, вища значень, характерних для кутового розподілу Ламберта, сягаючи значень перевищення приблизно 20 % для великих кутів спостереження. Ми також розрахували кутовий розподіл світла над поверхнею зразка з урахуванням заломлення та відбиття на поверхні твердого тіла. Отримані результати добре узгоджуються з експериментальними даними щодо йонолюмінесценції кварцового скла (H1+, H2+, He+ 210 та 420 кеВ), а саме середньою індикатрисою. Останнє вказує на правильність модельного припущення (люмінесцентне світло, яке генерується швидкими іонами в кварцовому склі, є неполяризованим та ізотропним). Було продемонстровано, що геометрія експерименту дуже важлива, тобто, аналізуючи світло, яке збирає вимірювальна система під певним тілесним кутом, слід враховувати, що взаємне розташування зразка та детектора може вплинути на кутовий розподіл. Заломлення на межі розділу зразка та вакууму (або повітря) сильно впливає на кутовий розподіл люмінесцентного світла.
Завантаження
Посилання
P.D. Townsend, B. Yang, and Y. Wang, Revista Mexicana De Fisica S, 54(2), 29-38 (2008), http://www.scielo.org.mx/pdf/rmf/v54s2/v54s2a5.pdf.
O. Pen˜a-Rodrı´guez, D. Jime´nez-Rey, J. Manzano-Santamarı´a, J. Olivares, A. Muñoz, A. Rivera, and F. Agulló-López, Appl. Phys. Express 5(1), 011101 (2012), https://doi.org/10.1143/APEX.5.011101.
P.D. Townsend, M. Khanlary, and D.E. Hole, Surf. & Coat. Tech. 201, 8160 (2007), https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2006.01.075.
P.D. Townsend, and Y. Wang, Energy Proc. 41, 64 (2013), https://doi.org/10.1016/j.egypro.2013.09.008.
M.L. Crespillo, J.T. Graham, Y. Zhang, and W.J. Weber, J. Lumin. 172, 208 (2016), https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2015.12.016.
D. Jimenez-Rey, O. Peña-Rodríguez, J. Manzano-Santamaría, J.Olivares, A.Muñoz-Martin, A.Rivera, and F.Agulló-López, Nucl. Instr. and Meth. Phys. Res. B, 286, 282 (2012), https://doi.org/10.1016/j.nimb.2011.12.025.
R. Skiba, І. Mysiura, O. Kalantaryan, V. Zhurenko, and S. Kononenko, East Eur. J. Phys. 4, 93 (2018), https://doi.org/10.26565/2312-4334-2018-4-11.
P.D. Townsend, Nucl. Instr. and Meth. Phys. Res. B, 286, 35 (2012), https://doi.org/10.1016/j.nimb.2011.10.070.
A. Finch, J. Garcia-Guinea, D. Hole, P.D. Townsend, and J.M. Hanchar, J. Phys. D: Appl. Phys. 37, 2795 (2004), https://doi.org/10.1088/0022-3727/37/20/004.
H. Calvo del Castillo, N. Deprez, T. Dupuis, F. Mathis, A. Deneckere, P. Vandenabeele, T. Calderón, and D. Strivay, Anal. Bioanal. Chem. 394, 1043 (2009), https://doi.org/10.1007/s00216-009-2679-y.
G. Valotto, A. Quaranta, E. Cattaruzza, F. Gonella, and G. Rampazzo, Spectrochem. Acta Part A: Mol. Biomol. Spectrosc. 95, 533 (2012), https://doi.org/10.1016/j.saa.2012.04.045.
R. De Witt, D.M.Klein, E.G. Yukihara, S.L. Simon, and S.W.S. McKeever, Health Phys. 98(2), 432 (2010), https://doi.org/10.1097/01.HP.0000347997.57654.17.
P.D. Townsend, and M.L. Crespillo, Phys. Proc. 66, 345 (2015), https://doi.org/10.1016/j.phpro.2015.05.043.
Y. Wang, and P.D. Townsend, J. Lumin. 142, 202 (2013), https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2013.03.052.
N.C. Greenham, R.H. Friend, D.D.C. and Bradley, Adv. Mater. 6(6), 491 (1994), https://doi.org/10.1002/adma.19940060612.
F.A. Ponce, D.P. Bour, W. Götz, and P.J. Wright, Appl. Phys. Lett. 68, 57 (1996), https://doi.org/10.1063/1.116756.
D.C. Marra, E.S. Aydil, S.-J. Joo, E. Yoon, and V.I. Srdanov, Appl. Phys. Lett. 77(21), 3346 (2000), https://doi.org/10.1063/1.1326837.
A. N. Gruzintsev, Inorg. Mat. 51(11), 1127 (2015) https://doi.org/10.1134/S0020168515110023.
G.M. Haak, N.L. Christensen, and B.E. Hammer, Nucl. Instr. and Meth. Phys. Res. A, 390, 191 (1997), https://doi.org/10.1016/S0168-9002(97)00355-0.
I. Kandarakis, D. Cavouras, D. Nikolopoulos, A. Episkopakis, N. Kalivas, P. Liaparinos, I. Valais, G. Kagadis, K. Kourkoutas, I. Sianoudis, N. Dimitropoulos, C. Nomicos, and G. Panayiotakisc, App. Rad. Isot. 64, 508 (2006), https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2005.11.016.
S. Kononenko, O. Kalantaryan, V. Muratov, and V. Zhurenko, Radiation Measurements, 42, 751 (2007), https://doi.org/10.1016/j.radmeas.2007.02.061.
P.J. Chandler, F. Jaque, and P.D. Townsend, Rad. Eff. 42(1-2), 45 (1979), https://doi.org/10.1080/10420157908201735.
R. Salh, in: Crystalline Silicon - Properties and Uses (InTech, 2011), pp. 135–172, http://dx.doi.org/10.5772/22607.
V. Zhurenko, O. Kalantaryan, S. Kononenko, I. Mysiura, and E. Barannik, Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. B, 407, 5 (2017), https://doi.org/10.1016/j.nimb.2017.05.038.
A.N. Matveev, Optics (Mir, Moscow, 2000).
E.F. Zalewski, in: Handbook of Optics, edited by M. Bass (Mc Graw-Hill, New York, 1995).
O. Kalantaryan, S. Kononenko, and V. Zhurenko, Func. Mat. 20(4), 462 (2013), http://dx.doi.org/10.15407/fm20.04.462.
J.F. Ziegler, M.D. Ziegler, and J.P. Biersack, Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. B, 268(11-12), 1818 (2010), https://doi.org/10.1016/j.nimb.2010.02.091.
M. Born, and E. Wolf, Principles of Optics (Cambridge University Press, Cambridge, 2002).
I.H. Malitson, J. Opt. Soc. Am. 55(10), 1205 (1965), https://doi.org/10.1364/JOSA.55.001205.
Авторське право (c) 2020 С. Кононенко, І. Мисюра, В. Журенко, О. Шишкін, О. Калантар’ян
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
