Мechanisms of luminescence of amorphus dielectrics exposed to high-energy electrons

Abstract

Main features of cathodoluminescence (CL) of amorphous dielectrics exposed to pulsed beam of accelerated electrons are described. On the basis of a simplified two-level model of electron traps in the prohibited zone, it has been shown, that CL has got the prompt and delayed components determined by dynamics of filling the deep traps with the quasi-free electrons generated by irradiation. At great values of the absorbed dose and time after EOB, the recombination radiation can become apparent as well. The analytical expressions obtained for dynamics of the CL intensity are qualitatively agreed with the available experimental data. The conditions to use a CL signal induced in the technical materials for on-line diagnostics of a product processing regime at a radiation-industrial installation with an electron accelerator are studied.

Описані основні закономірності катодолюмінесценції (КЛ) аморфних діелектричних матеріалів під дією імпульсного пучка прискорених електронів. На основі спрощеної дворівневої моделі пасток електронів у забороненій зоні показано, що КЛ має миттєвий та затриманий компоненти, які визначаються динамікою заповнення глибоких пасток квазівільними електронами, що генеровані опроміненням. При великих значеннях поглинутої дози, та на великих проміжках часу може також проявлятися рекомбінаційне випромінювання. Одержані аналітичні вирази щодо динаміки інтенсивності КЛ якісно погоджуються з наявними експериментальними даними. Досліджено умови використання сигналу КЛ технічних матеріалів для on-line діагностики режиму обробки продукції на радіаційно-технологічних установках з прискорювачами електронів.

Описаны основные закономерности катодолюминесценции (КЛ) аморфных диэлектрических материалов под воздействием импульсного пучка ускоренных электронов. На основе упрощенной двухуровневой модели ловушек электронов в запретной зоне показано, что КЛ имеет мгновенный и задержанный компоненты, определяемые динамикой заполнения глубоких ловушек квазисвободными электронами, генерируемыми облучением. При больших значениях поглощенной дозы и на больших временных интервалах может проявляться также рекомбинационное излучение. Полученные аналитические выражения для динамики интенсивности КЛ качественно согласуются с имеющимися экспериментальными данными. Исследованы условия применения сигнала КЛ технических материалов для on-line диагностики режима обработки продукции на радиационно-технологических установках с ускорителями электронов.