Theoretical and experimental correlation between thermoluminescence - Optically stimulated luninescence
Authors: Σφάμπα Ιωάννα 
Published: September 2021

Η παρούσα διατριβή αφορά τη θεωρητική και πειραματική συσχέτιση της θερμοφωταύγειας (TL) και της οπτικώς προτρεπομένης φωταύγειας (OSL). Συγκεκριμένα, περιγράφει το μοντέλο της εντοπισμένης επανασύνδεσης μέσω φαινομένου σήραγγας και την εφαρμογή του στην ερμηνεία TL και OSL δοσιμετρικών υλικών. Τα δοσιμετρικά υλικά που χρησιμοποιήθηκαν είναι κυρίως φυσικά/γεωλογικά υλικά, όπως άστριοι και απατίτες, καθώς επίσης και συνθετικά υλικά που χρησιμοποιούνται ευρέως ως δοσίμετρα φωταύγειας, όπως MgB4O7:Dy,Na και LiB4O7:Cu,In. Είναι η πρώτη φορά που μια αναλυτική εξίσωση δύναται να προσαρμοστεί σε καμπύλες που προέρχονται από διαφορετικές διαδικασίες φωταύγειας. Το πιο σημαντικό είναι πως η εξίσωση εφαρμόζεται σε όλη τη φωτοκαμπύλη και προσαρμόζεται στα πειραματικά δεδομένα τόσο φυσικών όσο και συνθετικών υλικών. Το πρώτο κεφάλαιο αποτελεί μια εισαγωγή στη θεωρία της φωταύγειας, ενώ στο δεύτερο κεφάλαιο περιγράφεται η θεωρία του φαινομένου σήραγγας και πώς αυτό επηρεάζει το σήμα της φωταύγειας. Το τρίτο κεφάλαιο αποτελεί μια εισαγωγή στα φυσικά υλικά που χρησιμοποιήθηκαν κυρίως στο πλαίσιο της διατριβής. Τέλος, περιγράφονται οι φωταυγειακές τους ιδιότητες σύμφωνα με τη βιβλιογραφία. Έπειτα, στο τέταρτο κεφάλαιο περιγράφεται η πειραματική διάταξη που χρησιμοποιήθηκε. Στο πέμπτο κεφάλαιο περιγράφεται εκπομπή φωταύγειας από ανασύνδεση μέσω φαινομένου σήραγγας από διάσπαρτες ατέλειες. Ακόμη, στο κεφάλαιο αυτό περιγράφεται ότι το σύστημα των διαφορικών εξισώσεων του ημι-αναλυτικού μοντέλου μπορεί να προσεγγιστεί με μία και μόνο εξίσωση. Παρουσιάζονται αναλυτικές λύσεις της εξίσωσης αυτής για τρεις διαφορετικές πειραματικές διαδικασίες φωταύγειας: CW-OSL, LM-OSL και ισόθερμης TL. Το έκτο κεφάλαιο αφορά την ισοθερμική εξασθένιση της TL στην περίπτωση του απατίτη Ντουράνγκο που είναι ένα φυσικό υλικό που εμφανίζει μή ομαλή εξασθένιση σήματος. ισοθερμική εξασθένιση της TL στο δείγμα αυτό δεν ακολουθεί τη συμβατική θεωρία της φωταύγειας, και φαίνεται το σήμα να είναι σχεδόν ανεξάρτητο της θερμοκρασίας. Τα αποτελέσματα αυτού του κεφαλαίου αποτελούν μια απευθείας παρατήρηση στις ανασυνδέσεις μέσω φαινομένου σήραγγας στο υλικό αυτό. Στο έβδομο κεφάλαιο περιγράφεται η συσχέτιση βασικών ιδιοτήτων των TL, OSL και IRSL για δέκα καλιούχους αστρίους. Το σήμα από τις διάφορες πειραματικές διαδικασίες (TL-lost, OSL, IRSL) ως συνάρτηση του χρόνου μέτρησης περιγράφεται μέσω της αναλυτικής εξίσωσης που εκφράζει το μοντέλο της εντοπισμένης ανασύνδεσης μέσω φαινομένου σήραγγας. Το όγδοο κεφάλαιο μελετά τη συσχέτιση της ισοθερμικής εξασθένισης της TL και της IRSL, και πάλι για καλιούχους αστρίους. Οι κανονικοποιημένες καμπύλες συμπίπτουν και παρατηρείται η έλλειψη εξάρτησης από τη θερμοκρασία, γεγονός που αποτελεί χαρακτηριστικό πλέον της ανασύνδεσης μέσω φαινομένου σήραγγας. Στο ένατο κεφάλαιο περιγράφεται η μή ομαλή εξασθένιση σήματος TL, OSL και TA-OSL για δείγμα απατίτη Ντουράνγκο και συγκεκριμένα για δείγματα με ποικιλία κοκκομετρίας. Όλα τα διαφορετικά μεγέθη κόκκων εμφανίζουν μή ομαλή εξασθένιση σήματος τόσο στην TL όσο και στην OSL χωρίς η εξασθένιση αυτή να εξαρτάται από την κοκκομετρία. Το δέκατο κεφάλαιο αφορά συνθετικά δοσίμετρα και συγκεκριμένα ισοθερμική εξασθένιση της TL των δειγμάτων MgB4O7:Dy,Na και LiB4O7:Cu, In. Τέλος, στο τελευταίο κεφάλαιο συνοψίζονται τα πιο σημαντικά συμπεράσματα της διατριβής. Επίσης, αναφέρονται τα δημοσιευμένα αποτελέσματα της εργασίας.