Властивості халькогенідних сцинтиляторів на основі сполук А2В6, легованих ізовалентними домішками
Problems related to the development of physico-technological foundations of the preparation of scintillation materials on the basis of zinc selenide and other AIIBVI compounds, as well as the complex studies of properties of new chalcogenide scintillators (CS), are considered. The processes of forma...
Saved in:
| Date: | 2007 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2007
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/2437 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Властивості халькогенідних сцинтиляторів на основі сполук А2В6, легованих ізовалентними домішками / Б.В. Гриньов, В.Д. Рижиков, В.П. Семиноженко, М.Г. Старжинський // Доп. НАН України. — 2007. — N 8. — С. 84-90. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859707079454883840 |
|---|---|
| author | Гриньов, Б.В. Рижиков, В.Д. Семиноженко, В.П. Старжинський, М.Г. |
| author_facet | Гриньов, Б.В. Рижиков, В.Д. Семиноженко, В.П. Старжинський, М.Г. |
| citation_txt | Властивості халькогенідних сцинтиляторів на основі сполук А2В6, легованих ізовалентними домішками / Б.В. Гриньов, В.Д. Рижиков, В.П. Семиноженко, М.Г. Старжинський // Доп. НАН України. — 2007. — N 8. — С. 84-90. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| description | Problems related to the development of physico-technological foundations of the preparation of scintillation materials on the basis of zinc selenide and other AIIBVI compounds, as well as the complex studies of properties of new chalcogenide scintillators (CS), are considered. The processes of formation and transformation of the complex lattice defects that play the role of luminescence centers in AIIBVI-based CS have been studied. New technological methods have been developed for the preparation of a series of practically important scintillation materials of high efficiency, with the absolute light output up to 7 · 104 photon/MeV, a diversity of spectral-kinetic luminescence properties, and the radiation stability up to 109 rad. It has been shown that such specific features of CS properties as the high light output, relatively small atomic number, ''fast'' or ''slow'' scintillation kinetics, very low afterglow level (less than 0.001%), allow the development of novel detection systems for multienergy radiography with improved sensitivity, as well as other radiation sensitive devices.
|
| first_indexed | 2025-12-01T03:48:43Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 621.387.46:546.47′23
© 2007
Б.В. Гриньов, В.Д. Рижиков, академiк НАН України
В.П. Семиноженко, М. Г. Старжинський
Властивостi халькогенiдних сцинтиляторiв на основi
сполук А2В6, легованих iзовалентними домiшками
Problems related to the development of physico-technological foundations of the preparation of
scintillation materials on the basis of zinc selenide and other AIIBVI compounds, as well as
the complex studies of properties of new chalcogenide scintillators (CS), are considered. The
processes of formation and transformation of the complex lattice defects that play the role of
luminescence centers in AIIBVI-based CS have been studied. New technological methods have
been developed for the preparation of a series of practically important scintillation materials of
high efficiency, with the absolute light output up to 7 · 104 photon/MeV, a diversity of spectral-
kinetic luminescence properties, and the radiation stability up to 109 rad. It has been shown that
such specific features of CS properties as the high light output, relatively small atomic number,
“fast” or “slow” scintillation kinetics, very low afterglow level (less than 0.001%), allow the
development of novel detection systems for multienergy radiography with improved sensitivity,
as well as other radiation sensitive devices.
На цей час вiдомо дуже багато матерiалiв, що випромiнюють свiтло пiд впливом iонiзу-
ючих потокiв, але тiльки мала частина таких матерiалiв має властивостi, що дозволяють
вiднести їх до сцинтиляторiв. З iншого боку, вiдомо, що немає iдеальних сцинтиляторiв,
якi пiдходять для вирiшення всiх проблем радiацiйної фiзики, медицини й технiки, i для
кожної специфiчної областi є необхiдним пошук застосування сцинтиляторiв з потрiбними
характеристиками, причому серед основних властивостей є високi свiтловий вихiд i радi-
ацiйна стiйкiсть.
Стрiмкий розвиток таких областей радiацiйного приладобудування як рентгенiвська ме-
дична й технiчна томографiя (як i рентгенiвська iнтроскопiя в цiлому, включаючи системи
контролю незаконного перевезення багажу й антитерористичної спрямованостi), спектро-
метрiя, дозиметрiя потужних потокiв iонiзуючих випромiнювань тощо, потребує сцинти-
ляцiйнi матерiали, що мають комплекс вiдповiдних оптимальних властивостей: високий
свiтловихiд, швидкодiю й практично вiдсутнє пiслясвiтiння через 10–20 мс; температурна
й радiацiйна стабiльнiсть вихiдних параметрiв; їх спектр випромiнювання повинен бути
змiщений у “червону” область (для кращого спектрального узгодження з сучасними фото-
приймачами, наприклад, фотодiодами (ФД)); не бажано, щоб вони були гiгроскопiчними.
Проте однi з кращих сцинтиляторiв, такi як NaI(Tl), CsI(Tl), мають низьку радiацiйну
стiйкiсть (яка фактично не перевищує 104 рад) i високий рiвень пiслясвiтiння (до декiль-
кох вiдсоткiв пiсля 20 мс); крiм того, вони не водостiйкi, що викликає додатковi труднощi
їх використання в умовах з високою вологiстю. Оксиднi кристали типу CdWO4, PbWO4,
Bi4Ge3O12, Gd2SiO5 мають низьку конверсiйну ефективнiсть, тощо [1, 2]. Тому питання
створення нових високоефективних сцинтиляторiв, вивчення їх властивостей та розробка
технологiї їх виготовлення, безумовно, важливi для багатьох традицiйних та нових обла-
стей, де застосовуються сцинтиляцiйнi матерiали.
Одним з перспективних шляхiв у цьому напрямку є використання iзовалентно легованих
кристалiв АIIВVI, що складаються з елементiв другої (Zn, Cd, Hg) та шостої (O, S, Se, Te)
84 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2007, №8
груп перiодичної системи елементiв. Встановлено, що легування цих сполук iзовалентними
домiшками (IВД) приводить до змiни дефектоутворення в решiтцi матрицi та до утворен-
ня асоцiатiв власних точкових дефектiв з IВД, якi визначають оптичнi й люмiнесцентнi
властивостi кристалiв [3–5].
За своїми електрофiзичними, кристалохiмiчними й оптичними властивостями (опти-
мальна ширина та форма забороненої зони, що визначає, з одного боку, високоефективну
реалiзацiю випромiнювальних переходiв, i, з iншого боку, можливiсть придушення пасток
для носiїв заряду та безвипромiнювальних каналiв релаксацiї збуджених станiв, а також
переважно один n-тип провiдностi), найкращим для створення нових типiв сцинтиляторiв
на основi сполук АIIВVI як кристал-матриця є селенiд цинку.
Теоретичнi передумови. Процеси дефектоутворення розглядаються на прикладi ле-
гованих кристалiв селенiду цинку, при цьому застосування загального термодинамiчного
пiдходу дозволяє поширити результати й висновки на iншi кристали цiєї групи. Особливо-
стi дефектоутворення в селенiдi цинку при легуваннi iзовалентними домiшками типу Те,
з одного боку, й О, S, з iншого (залежно вiд електронегативностi елементiв, ефективних за-
рядiв зв’язку, кристалохiмiчних розмiрiв), дозволяють умовно видiлити два основних види
легування — Те-подiбне й О-подiбне [1, 5–9].
При Те-подiбному легуваннi в областi порiвняних концентрацiй ZnSe й ZnTe утворю-
ють твердi розчини за класичним механiзмом замiщення з появою дефектiв типу TeSe й
енергiєю утворення U1. В областi малих концентрацiй IВД, характерних для одержання
сцинтиляцiйних матерiалiв (< 1 %) механiзм простого замiщення може виявитися менш
вигiдним енергетично порiвняно з утворенням 2- або 3-комплексiв дефектiв типу VZnTeSe
або ZniVZnTeSe з енергiями утворення U2 й U3, i вiдповiдно U1 > U2 > U3. При таких умовах
концентрацiя вакансiй цинку VZn лiнiйно пiдвищується з концентрацiєю IВД Те.
Спiввiдношення мiж концентрацiями одиночних дефектiв ТеSe — C1 й 3-комплексiв —
C3 має вигляд
C1 = C3 exp(−b), (1)
де b = (U1−U3)/kT −(σ3−σ2)/k+ln α3−C0
V ; σi, αi — хiмiчний потенцiал i статистична вага
(α3 = 16) вiдповiдно; С0
V — концентрацiя вакансiй; k — константа Больцмана. З (1) впливає,
що через малий внесок С0
V практично при будь-яких вiдхиленнях вiд стехiометрiї, також
як i пiд час вiдсутностi таких, концентрацiя iзольованих ТеSe набагато менша концентрацiї
3-комплексiв.
Для концентрацiї 2- та 3-комплексiв С2, С3 маємо
C2 =
1
2
D[DCTe + DCV
0 + 1 − ((CTe − C0
V)2D2 + 2D(CTe + C0
V) + 1)1/2], (2)
де
D =
α2
α3
exp
{
−
(U2 − Uv) − U3
kT
−
σ3 − σ2
k
}
; C3 = CTe − C2. (3)
З рiвнянь (2), (3) ясно, що з ростом концентрацiї Те до меж, вказаних вище, практич-
но лiнiйно зростають концентрацiї як 2-комплексiв, так i 3-комплексiв, причому з ростом
концентрацiї Те збiльшується й перевага 2-комплексiв (наприклад, при |U2 −UV = 0,5 еВ й
U3 = 0,1 еВ — перевищення у два рази, при |U2 − UV | = 0,5 еВ й U3 = 1 еВ — перевищення
на три порядки); тут UV — енергiя утворення iзольованих вакансiй.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2007, №8 85
У тому випадку, коли вiдхилення вiд стехiометрiї вiдсутнє, i легуванню пiддається сте-
хiометричний ZnSe (C0
V = 0), рiвняння (2) матиме вигляд:
C2 = C3H exp(2[CTe − C3]), (4)
де H = (α2/α3) exp(−(U3 − U2)/kT − (σ3 − σ2)/k).
Чисельне розв’язання рiвняння (4) при припущеннi, що U2 − U3 змiнюється в iнтерва-
лi вiд 0,1 до 1 еВ, дає прямо протилежний результат: концентрацiя 3-комплексiв iстотно
перевищує концентрацiю 2-комплексiв (при U2 − U3 = 0,1 еВ перевищення становить один
порядок, при U2 − U3 = 1 еВ — перевищення чотири порядки).
Таким чином, при урахуваннi того, що для застосування у сцинтиляторах оптимальними
є саме 3-комплекси, стає очевидним, що технологiчне виготовлення таких сцинтиляторiв
повинно мiнiмiзувати вiдхилення вiд стехiометрiї у бiк недолiку Zn. Легування IВД Те за
розрiзом ZnSe−ZnTe у Гiббсовому трикутнику потрiйної системи типу Zn−Se−Te припускає
збереження спiввiдношення катiонiв й анiонiв 1 : 1. Тiльки в цьому випадку VZn утворю-
ються одночасно з мiжвузловими атомами Zn, формуючи 3-комплекси типу ZniVZnTeSe.
Для реальних кристалiв селенiду цинку, як i бiльшостi сполук АIIBVI, властиве вiдхилен-
ня вiд стехiометрiї. Взагалi кажучи, можливе вiдхилення як у бiк надлишку Zn (з утворен-
ням вакансiй у пiдрешiтцi селену), так й у бiк надлишку Se (з утворенням вакансiй цинку
VZn). Перший варiант не викликає iнтересу при легуваннi по розрiзу ZnSe−Te, оскiльки
введена IВД Те буде локалiзуватися у вакансiях пiдрешiтки селену, наближаючи систему
до розрiзу ZnSe−ZnTe з механiзмом, що обговорювався вище. Другий же варiант може да-
ти нову можливiсть: IВД Те буде локалiзуватися поруч з VZn, утворюючи 2-комплекс. На
практицi, як правило, спостерiгається саме другий варiант вiдхилення вiд стехiометрiї, що
одночасно пояснює необхiднiсть пiсляростової термообробки кристалiв ZnSe(Те) у середо-
вищi Zn для переводу 2-комплексiв у 3-комплекси типу ZniVZnTeSe, якi, як було показано
ранiше, вiдiграють роль центрiв випромiнювальної рекомбiнацiї в ХС ZnSe(Te).
При введеннi iнших IВД, у тому числi при О-подiбному легуваннi, вищевказанi термо-
динамiчнi уявлення й висновки залишаються такими ж, як для ZnSe(Те), з тiєю тiльки
рiзницею, що 2-комплекси являють собою несиметричнi диполi (XZni, X−O, S) iз сумар-
ним позитивним зарядом (оскiльки позитивний заряд Zni перевершує негативний заряд
сiрки й кисню в позицiях замiщення), i до них приєднується негативно заряджена VZn. То-
му варто очiкувати, що 3-комплекси в напiвпровiдниках ZnSe(S) i ZnSe(O) — такi ж за
складом, як в ZnSe(Te), тобто складаються з VZn, Zni й IВД. Однак в 3-комплексах з ки-
снем i сiркою взаємне розташування структурних компонентiв iнше, нiж у комплексах з Те.
Якщо в 3-комплексах з телуром VZn займає положення мiж Те та Zni (оскiльки останнi
вiдштовхуються), то в 3-комплексах за участю S й O у центрi комплексу перебуває Zni,
по рiзнi боки вiд якого в ближньому оточеннi локалiзованi VZn й IВД. З аналiзу описаних
механiзмiв дефектоутворення при О- та Те-подiбному легуваннi випливає, що центри типу
VZnZniOSe й ZniVZnTeSe є антагонiстичними, i для одержання високоефективних сцинти-
ляторiв ZnSe(Те) варто зменшити концентрацiю кисню в кристалах, а при одержаннi сцин-
тиляторiв типу ZnSe(О) — телуру.
Вивчення фiзико-хiмiчної стабiльностi центрiв випромiнювання в ХС шляхом їх термо-
обробки в середовищi H2 (T = 1200 К, t = 3 год) показало iстотнi розходження в змiнi
властивостей кристалiв ZnSe(Те) i ZnSe(О) пiсля такого роду впливу [10]. Вiдпал у вод-
нi зразка ZnSe(Te), попередньо вiдпаленого в парi Zn, приводить до незначної змiни iн-
тенсивностi люмiнесценцiї i зовсiм не впливає на положення λmax, що зберiгає величину
86 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2007, №8
λmax ≈ 635 нм, характерну для центрiв ZniVZnTeSe. Це свiдчить про хiмiчну iнертнiсть
3-комплексу ZniVZnTeSe стосовно водню. Враховуючи, що комплексами VZnZniОSe зв’язане
випромiнювання з λmax ≈ 605 нм, а λmax ≈ 635 нм пов’язана з випромiнювальною реком-
бiнацiєю на центрах ZniVZnTeSe, можна зробити висновок, що водень активно взаємодiє
з комплексом VZnZniOSe, зв’язуючи кисень, що входить до його складу, й “вимиває” його
з комплексу. Результатом такої взаємодiї є трансформацiя комплексу в пару ZniVZn або
взагалi його руйнування за схемою H2 + VZnZniOSe → ZnZn + H2O ↑. Пiдтвердженням ре-
альностi такої схеми є те, що подальший вiдпал в парi Zn практично не вносить нових змiн
в iнтенсивнiсть люмiнесценцiї i λmax.
Оптичнi та сцинтиляцiйнi характеристики. У табл. 1 наведено основнi вихiднi па-
раметри ХС деяких типiв, одержаних при Те- i О-подiбному легуваннi (для порiвняння
наведенi данi для кристалiв CsI(Tl) та CdWO4). При всiх наявних перевагах перед iнши-
ми сцинтиляторами, основним недолiком ХС є досить помiтне самопоглинання випромiню-
вання (коефiцiєнт поглинання α досягає 0,1–0,2 см−1). Дуже високий технiчний свiтловий
вихiд для елементiв товщиною d 6 5 мм, що вимiрювався за допомогою Si-ФД, зумовлю-
ється двома факторами: а) задовiльним спектральним узгодженням спектра випромiнюван-
ня ХС зi спектральною чутливiстю G(λ) Si-ФД (рис. 1) i б) високим абсолютним свiтловим
виходом IАС, що досягає для ХС величини (6,3–7,6) · 104 фотон/МеВ, й перевершує зна-
чення IАС одного з кращих сцинтиляторiв — CsI(Tl), для якого IАС становить 5,5 · 104
фотон/МеВ [9, 11].
Для Те-легованих кристалiв ХС (ZnSe(Te), ZnSe(Cd, Te)) характерна висока стабiльнiсть
залежностi свiтлового виходу S вiд температури зразкiв у дiапазонi T = 4,2–350 К; змiни
величини S не перевершують 20–30% (при цьому хiд залежностi S = f(T ) немонотонний,
i в областi T = 300–350 К спостерiгається деяке зростання величини S, що може бути
пов’язане з поетапним характером процесiв термоiнiзацiї — термогасiння в 3-комплексах
TeSeVZnZni), при практично незмiнному спектральному складi випромiнювання, у якому
домiнує смуга з λmax =630–640 нм. Для О-легованих кристалiв ХС (ZnSe(О), ZnSe(O, Al)
тощо) при 300 К λmax = 600–605 нм, однак у дiапазонi T = 80–500 К у таких кристалах
Таблиця 1. Основнi вихiднi характеристики кристалiв ХС, CsI(Tl) та CdWO4
Параметри
Сцинтилятори
ZnSe(О),
ZnSe(O, Al)
ZnSe(Te),
ZnSe(Cd, Te) CsI(Tl) CdWO4
Питома вага, ρ, г/см3 5,42 5,42 4,51 7,9
Ефективний атомний номер, Zеф 33 33 54 66
Гiгроскопiчнiсть нi нi так нi
Максимум люмiнесценцiї, λмах, нм 600–605 630–640 550 490, 540
Пiслясвiтiння, η:
пiсля 5 мс, % < 0, 01 < 0, 1 3–5 < 0, 05
пiсля 20 мс, % 6 0, 001 < 0, 05 0,3–2,0 6 0, 005
Показник поглинання, α, см−1 0,1–0,15 0,1–0,2 < 0, 05 < 0, 1
Свiтловихiд з ФД вiдносно CsI(Tl) 90–120 100–140 100 20–25
товщиною 2 мм, %
Час висвiтлювання τ , мкс 6 1 · 10
−9
6 1 · 10
−9 1 10,5
0,5–2 50–120 19,5
Коефiцiєнт спектрального 0,9 ,92 0,75 0,72
узгодження с ФД, Kу
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2007, №8 87
Рис. 1. Спектри випромiнювання ХС на основi сполук AIIBVI та спектральна чутливiсть Si-ФД
виявляється подвiйна iнверсiя домiнуючої смуги люмiнесценцiї: при T = 80–100 К — λmax =
= 620–630 нм (енергiя активацiї термогасiння εT = 0,05 еВ) при T = 110–350 К — λmax =
= 600–605 нм (εT = 0,5 еВ) i при T > 400 К знову λmax = 620–630 нм (εT = 0,7 еВ), що
пов’язано зi змiною домiнуючих смуг випромiнювання, зумовленою конкуренцiєю основних
центрiв свiтiння типу VZnZniOSe i вторинних, можливо пов’язаних з неконтрольованими
домiшками халькогенiдiв.
На вiдмiну вiд “швидкої” кiнетики висвiтлювання О-легованих ХС (див. табл. 1), кi-
нетика люмiнесценцiї Те-легованих ХС сильно затягнута (при концентрацiях CTe > 0,5–2%
(ваг)·час висвiтлювання τ > 50–100 мкс) i немонотонна, що також, як i у випадку особливого
ходу термогасiння люмiнесценцiї, може бути пов’язана з каскадними процесами енергопе-
реносу в 3-комплексах TeSeVZnZni. Крiм компонентiв мiкросекундного дiапазону, у кiнетицi
висвiтлювання для всiх типiв ХС, залежно вiд щiльностi й типу збуджуючого випромiню-
вання, спостерiгаються компоненти з τ 6 1 · 10−9 с.
Рiвень пiслясвiтiння для всiх типiв ХС дуже низький (див. табл. 1), що свiдчить про
ефективнiсть знищення пасток носiїв заряду на заключному етапi пiдготовки ХС шля-
хом термообробки в середовищi Zn, за рахунок чого кристали також набувають високої
провiдностi n-типу (концентрацiя вiльних електронiв 1017–1019 см−3, їх рухливiсть при
T = 80–350 К становить 150–400 см2/В · с).
Спектрометричнi параметри. На вiдмiну вiд Те-легованих ХС, що через досить по-
вiльну кiнетику люмiнесценцiї мають невисокi спектрометричнi характеристики, О-легова-
нi кристали ХС у рядi випадкiв проявляють високе енергетичне роздiлення R. Так, власне
енергетичне роздiлення кристалiв ХС типу ZnSe(О) для α-часток з енергiєю Eα = 5,15 МеВ
вiд радiонуклiду 239Рu становить ∼ 3%, для електронiв внутрiшньої конверсiї (207Bi, Eβ =
= 976 кеВ) Rβ = 3,7%, для γ-випромiнення (137Cs, Eγ = 662 кеВ) Rγ = 4–5%, що свiдчить
про перспективнiсть використання даного типу ХС у спектрометричнiй апаратурi [12].
Радiацiйно-стимульованi процеси в ХС. Теоретичнi розрахунки показали, що ZnSe й
ZnTe серед iнших кристалiв сполук АIIBVI мають найвищу здатнiсть до “самолiкування”
радiацiйних дефектiв, що повинно забезпечувати ХС на їх основi високу радiацiйну стiй-
кiсть [13]. Експериментальнi дослiдження пiдтвердили теоретичнi розрахунки й показали,
що при γ-опромiненнi (Eγ = 1,26 МеВ, доза Dγ 6 109 рад) свiтловий вихiд ХС зменшу-
ється не бiльше, нiж на 20–25%, при збереженнi спектрально-кiнетичних характеристик
люмiнесценцiї, тобто радiацiйна стiйкiсть ХС приблизно у 1000 разiв вища, нiж у криста-
лiв CsI(Tl). Змiни вихiдних параметрiв ХС пiд впливом електронiв (Ee = 0,54–2,26 МеВ,
88 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2007, №8
Pe = 3 · 109 см−2с−1, еквiвалентна доза Dее ≈ 5 · 107 рад) не спостерiгається. Опромiнення
ХС реакторними нейтронами (Fn 6 1016 cм−2) не приводить до змiн спектральних хара-
ктеристик, але дає збiльшення свiтлового виходу на 30–40% i знижує питомий опiр зразкiв,
пiдвищується поглинання в IЧ-областi при λ > 10 мкм, що, можливо, є наслiдком радiа-
цiйного вiдпалу кристалiв, при якому кластери катiонної домiшки типу l(Zn0) дисоцiюють
за схемою l(Zn0) → m(Zn0) + n(Zni), l = m + n, або утворюються додатковi дефекти
типу ZnZn → Zni + VZn, на базi яких формуються додатковi 3-комплекси, що вiдiграють
роль центрiв свiтiння. Тiльки при надвисоких дозах Dγ > 2 · 109 рад i потужностях доз
γ-випромiнення Pγ > 5 · 103 рад · c−1 (Eγ = 1,26 МеВ) для зразкiв ХС спостерiгаються
довгохвильовий зсув λmax у спектрах випромiнювання, а також радiолiз i змiна форми
поверхонь, характернi при впливах радiацiйно-iндукованих пружних ударних хвиль, що су-
проводжуються втратою маси ∆m зразкiв, причому втрати катiонної компоненти решiтки
ХС перевищують анiонну, ∆mZn > ∆mSe [14, 15].
Таким чином, розробленi в Iнститутi сцинтиляцiйних матерiалiв НАН України криста-
ли ХС на основi селенiду цинку та iнших сполук АIIВVI за сцинтиляцiйними параметрами,
радiацiйнiй та фiзико-хiмiчнiй стiйкостi на даний час є одними з найкращих сцинтиля-
цiйних матерiалiв для застосування в широких областях радiацiйного контролю i ядерних
дослiджень. Подальше просування в цiй областi сцинтиляцiйного матерiалознавства є не-
обхiдним, оскiльки зараз спостерiгається стiйке зростання потреби в матерiалах цього типу
в обсязi десяткiв й сотень тисяч елементiв для використання у цифрових радiографiчних
системах та iншiй радiацiйно-чутливiй апаратурi як вiтчизняного, так i iноземного вироб-
ництва.
Робота виконана при частковiй пiдтримцi НАН України, проектiв INTAS № 05–104–7519 та
УНТЦ № 4115.
1. Атрощенко Л.В., Бурачас С.Ф., Гальчинецкий Л.П. и др. Кристаллы сцинтилляторов и детекторы
на их основе. – Киев: Наук. думка, 1998. – 312 с.
2. Глобус М.Е., Гринев Б. В. Неорганические сцинтилляторы. Новые и традиционные материалы. –
Харьков: Акта, 2000. – 408 с.
3. Уоткинс Дж. Дефекты решетки в соединениях АIIВVI. Точечные дефекты в твердых телах / Пер. с
англ. – Москва: Мир, 1979. – С. 221–242.
4. Баженов В.К., Фистуль В.И. Изоэлектронные примеси в полупроводниках. Состояние проблемы //
Физика и техника полупроводников. – 1984. – 18, № 8. – С. 1345–1362.
5. Рыжиков В.Д., Старжинский Н. Г. О механизме красной люминесценции активированных кристал-
лов селенида цинка // Укр. физ. журн. – 1988. – 33, № 6. – С. 818–824.
6. Ryzhikov V.D., Starzhinskiy N.G., Gal’chinetskii L. P. et al. The role of oxygen in formation of radiative
recombination centers in ZnSe1−xTex crystals // Internat. J. of Inorganic Materials. – 2001. – 8, No 3. –
P. 1227–1229.
7. Koshkin V.M., Dulfan A.Ya., Ryzhikov V.D. et al. Thermodynamics of isovalent tellurium substitution
for selenium in ZnSe semiconductors // Funct. Materials. – 2001. – 8, No 4. – P. 708–713.
8. Koshkin V.M., Dulfan A.Ya., Ganina N.V. et al. Tellurium, sulfur, and oxygen isovalent impurities in
ZnSe semiconductor // Ibid. – 2002. – 9, No 3. – P. 438–441.
9. Старжинський М.Г. Фiзико-технологiчнi основи одержання AIIBVI сцинтиляторiв, їх властивостi й
особливостi застосування: Автореф. дис. . . . д-ра фiз.-мат. наук. – Харкiв, 2006. – 38 с.
10. Гальчинецкий Л.П., Рыжиков В.Д., Старжинский Н. Г. и др. Трансформация дефектной структу-
ры кристаллов селенида цинка под воздействием водорода // ВАНТ. Сер. физ. радиац. поврежд. и
радиац. материаловедение. – 2005. – № 5. – С. 58–62.
11. Ryzhikov V., Starzhinskiy N., Katrunov K., Gal’chinetskii L. Absolute light yield of ZnSe(Te) and
ZnSe(Te,O) scintillators // Funct. Materials. – 2002. – 9, No 1. – P. 135–138.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2007, №8 89
12. Ryzhikov V., Starzhinskiy N., Katrunov K. et al. Detectors for selective registration of charged particles and
gamma-quanta // ВАНТ. Сер. физ. радиац. поврежд. и радиац. материаловедение. – 2002. – No 3. –
С. 130–132.
13. Koshkin V.M., Sinelnik I.V., Ryzhikov V.D. et al. Comparative analysis of radiation-induced defect
accumulation in AIIBVI semiconductors // Funct. Materials. – 2001. – 8, No 4. – P. 592–599.
14. Ryzhikov V., Koshkin V., Starzhinskiy N. Radiation effects in semiconductor scintillators based on zinc
selenide // ВАНТ. Сер. физ. радиац. поврежд. и радиац. материаловедение. – 2003. – No 3. – С. 138–
142.
15. Starzhinskiy N. G, Ryzhikov V.D., Gal’chinetskii L. P., Nagornaya L. L., Silin V. I. Radiation-induced
processes in A2B6 compounds under proton and gamma-irradiation // Ibid. – 2005. – No 3. – С. 43–46.
Надiйшло до редакцiї 19.03.2007НТК “Iнститут монокристалiв”
НАН України, Харкiв
Iнститут сцинтиляцiйних матерiалiв
НАН України, Харкiв
90 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2007, №8
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-2437 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-01T03:48:43Z |
| publishDate | 2007 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Гриньов, Б.В. Рижиков, В.Д. Семиноженко, В.П. Старжинський, М.Г. 2008-10-10T11:43:43Z 2008-10-10T11:43:43Z 2007 Властивості халькогенідних сцинтиляторів на основі сполук А2В6, легованих ізовалентними домішками / Б.В. Гриньов, В.Д. Рижиков, В.П. Семиноженко, М.Г. Старжинський // Доп. НАН України. — 2007. — N 8. — С. 84-90. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/2437 621.387.46:546.47'23 Problems related to the development of physico-technological foundations of the preparation of scintillation materials on the basis of zinc selenide and other AIIBVI compounds, as well as the complex studies of properties of new chalcogenide scintillators (CS), are considered. The processes of formation and transformation of the complex lattice defects that play the role of luminescence centers in AIIBVI-based CS have been studied. New technological methods have been developed for the preparation of a series of practically important scintillation materials of high efficiency, with the absolute light output up to 7 · 104 photon/MeV, a diversity of spectral-kinetic luminescence properties, and the radiation stability up to 109 rad. It has been shown that such specific features of CS properties as the high light output, relatively small atomic number, ''fast'' or ''slow'' scintillation kinetics, very low afterglow level (less than 0.001%), allow the development of novel detection systems for multienergy radiography with improved sensitivity, as well as other radiation sensitive devices. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Фізика Властивості халькогенідних сцинтиляторів на основі сполук А2В6, легованих ізовалентними домішками Article published earlier |
| spellingShingle | Властивості халькогенідних сцинтиляторів на основі сполук А2В6, легованих ізовалентними домішками Гриньов, Б.В. Рижиков, В.Д. Семиноженко, В.П. Старжинський, М.Г. Фізика |
| title | Властивості халькогенідних сцинтиляторів на основі сполук А2В6, легованих ізовалентними домішками |
| title_full | Властивості халькогенідних сцинтиляторів на основі сполук А2В6, легованих ізовалентними домішками |
| title_fullStr | Властивості халькогенідних сцинтиляторів на основі сполук А2В6, легованих ізовалентними домішками |
| title_full_unstemmed | Властивості халькогенідних сцинтиляторів на основі сполук А2В6, легованих ізовалентними домішками |
| title_short | Властивості халькогенідних сцинтиляторів на основі сполук А2В6, легованих ізовалентними домішками |
| title_sort | властивості халькогенідних сцинтиляторів на основі сполук а2в6, легованих ізовалентними домішками |
| topic | Фізика |
| topic_facet | Фізика |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/2437 |
| work_keys_str_mv | AT grinʹovbv vlastivostíhalʹkogenídnihscintilâtorívnaosnovíspoluka2v6legovanihízovalentnimidomíškami AT rižikovvd vlastivostíhalʹkogenídnihscintilâtorívnaosnovíspoluka2v6legovanihízovalentnimidomíškami AT seminoženkovp vlastivostíhalʹkogenídnihscintilâtorívnaosnovíspoluka2v6legovanihízovalentnimidomíškami AT staržinsʹkiimg vlastivostíhalʹkogenídnihscintilâtorívnaosnovíspoluka2v6legovanihízovalentnimidomíškami |