Efficiency of defects formation in spinel under high energy electron and gamma beam irradiation

Abstract

There were provided the comparative investigations of the efficiency of optical absorption centers formation in magnesium aluminates spinel (single crystals and ceramics) at the influence of high energy gamma or electron beams. It was revealed that at gamma irradiation in the single crystals and ceramics the most probably the hole centers are formed which were created primarily at growth defects: cationic vacancies and anti-site defects. After electron irradiation of different fluences in absorption spectra there were observed bands related to hole centers (defects in the cationic sub-lattice) which practically does not change, while the concentration of electron centers (defects in the anion sub-lattice) grows proportionally to the electron fluence.

Виконано порiвняльнi дослiдження ефективностi створення оптичних центрiв поглинання в магнiй- алюмiнiєвiй шпiнелi (монокристалiв та керамiки) пiд дiєю високоенергетичних гама-квантiв та електронiв. Показано, що гама-опромiнення монокристалiв та керамiки призводить переважно до створення дiркових центрiв, якi формуються на ростових дефектах: катiонних вакансiях та дефектах анти-структури. Пiсля електронного опромiнення рiзними флюенсами в спектрах поглинання спостерiгаються смуги, зумовленi дiрковими центрами (дефекти в катiоннiй пiдгратцi), концентрацiя яких практично не змiнилась, в той час як концентрацiя електронних центрiв (дефекти в анiоннiй пiдгратцi) росте пропорцiйно флюєнсу електронiв.

Проведены сравнительные исследования эффективности образования оптических центров поглощения в магний-алюминиевой шпинели (монокристаллов и керамики) при воздействии высокоэнергетических гамма-квантов и электронов. Установлено, что гамма облучение монокристаллов и керамики приводит преимущественно к образованию дырочных центров, которые формируются на ростовых дефектах: катионных вакансиях и дефектах антиструктуры. После электронного облучения до различных флюенсов в спектрах поглощения наблюдаются полосы, обусловленные дырочными центрами (дефекты в катионной подрешетке), концентрация которых практически не изменилась, в то время как концентрация электронных центров (дефектов в анионной подрешетке) растет пропорционально флюенсу электронов.