The origin of radiation resistance of oxides with cationic disorder

Abstract

The nature, kinetics of formation and decay of absorption centers in magnesium aluminate spinel crystals were investigated. Kinetics of accumulation of the X-ray irradiation induced absorption bands consistent with mechanism of trap filling with free charge carriers through conduction band, and could be described by model that include Coulomb blocking effect on spatially correlated defects. Two-stage decay of absorption bands after termination of X-ray irradiation is explained by electron hole recombination between centers of two different distances and/or different value of potential barriers. UV-irradiation confirm existence of complex defects which include positive and negative centers and could serve as effective annihilation center for radiation created Frenkel pairs.

Досліджені природа, кінетикі створення та розпаду центрів поглинання в кристалах магній алюмінієвої шпінелі. Кінетика накопичення смуг поглинання, наведених рентгенівським опроміненням, узгоджується з механізмом заповнення пасток вільними носіями зарядів через зону провідності та може бути описана моделлю, що враховує ефект кулонівського блокування на просторово корельованих дефектах. Двохстадійний розпад смуг поглинання після припинення рентгенівського опромінення пояснюється електронно-дірковою рекомбінацією між центрами, які знаходяться на різних відстанях та/або мають різну величину потенційних бар’єрів. УФ-опромінення підтверджує існування комплексних дефектів, які містять позитивні та негативні центри, та можуть слугувати центрами ефективної анігіляції радіаційно створених Френкелівських пар.

Исследовались природа, кинетики образования и распада центров поглощения в кристаллах магний алюминиевой шпинели. Кинетика накопления полос поглощения, наведенных рентгеновским облучением, согласуется с механизмом заполнения ловушек свободными носителями зарядов через зону проводимости и может быть описана моделью, которая включает эффект кулоновской блокировки на пространственно коррелированных дефектах. Двухстадийный распад полос поглощения после прекращения рентгеновского облучения объясняется электронно-дырочной рекомбинацией между центрами, находящимися на различных расстояниях и/или с различной величиной потенциальных барьеров. УФ-облучение подтверждает существование комплексных дефектов, которые включают положительные и отрицательные центры, и могут служить центрами эффективной аннигиляции радиационно созданных Френкелевских пар.