ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ СИСТЕМЫ КСl — КВr, ПОДВЕРГНУТЫХ ПРОТОННОЙ БОМБАРДИРОВКЕ

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО

ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА

1965

Том 139

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ СИСТЕМЫ KCl —КВг, ПОДВЕРГНУТЫХ ПРОТОННОЙ БОМБАРДИРОВКЕ

Ю. М. АННЕНКОВ, В. А. ГРИШУКОВ

Облучение кристаллов КВг и KJ приводит к появлению диэлектрического поглощения в области звуковых частот, которое можно описать формулами резонансной абсорбции [1,2]. Была предложена модель осциллирующих дефектов в виде агрегатов вакансий, локализовавших на себе несколько дырок [2]. Однако, подобного диэлектрического поглощения не наблюдается в предварительно облученных кристаллах NaCl и KCl. В связи с этим обстоятельством представляет интерес на примере твердых растворов системы KCl—КВг, учитывая их специфику структуры, найти условия, необходимые для возникновения в щелочно-галоидных кристаллах радиационных дефектов, вызывающих резонансные потери при низких частотах.

В настоящей работе изучались термические изменения электропроводности и диэлектрических потерь в диапазоне частот (550—10000 гц) твердых растворов KCl—КВг. Кристаллы облучались протонами, ускоренными до 4,5 Мэв одинаковой дозой, равной 1 • 1015 протон/см2.

В интервале температур 20—250°С электропроводность твердых растворов изменяется в зависимости от состава по кривой с минимумом при равном содержании компанент. Энергия активации для миграции носителей тока аддитивно изменяется при переходе от KCl к КВг (рис. 1). Диэлектрические потери в твердых растворах носят такой же характер, как и в чистых компанентах. Значения tgö как при высоких, так и при низких температурах отклоняются от правила аддитивности в сторону уменьшения (рис. 2). Проводимость всех исследованных систем после облучения уменьшается. Температурное изменение 1ёаНеобл. — lgao6-проходит через максимум при 110°С. Максимальное значение 1£анеоб- — lg°06.4. изменяется в зависимости от состава твердого раствора по кривой с положительной неаддитивностью (рис. 2).

Таким образом, данные по исследованию электропроводности свидетельствуют о том, что в твердых растворах в большей мере чем в компанентах вакансии предрасположены к агрегации. Повышенная способность точечных дефектов твердых растворов образовывать связки вакансий уменьшает вероятность образования /"-центров [3].

Из данных, приведенных на рис. 1 и 2, можно заключить, что уже при малых добавках КВг в KCl число агрегатов вакансий в системе 318

Рис. 1. Изменение электропроводности и энергии активации для миграции носителей тока твердых растворов KCl—КВг в зависимости от состава.

1—значения электропроводности при 160°С,

2—значения электропроводности при 112°С,

3—значения энергии активации для миграции носителей тока.

10 а 25 50 75 ЮН (Пол % т 5 №г

Рис. 2. Зависимость ^ з НСОб.1-— а обдуривая 3) и при частоте 100 гц от состава твердого раствора КС1—КВг. 1—значения ^б при 160°С, 2 — значения

при 20еС.

¥ 10*

W2 5

/ р / /

/ г' t

л / 1

/

/ / J / / 1

/ s

у

60

100

140

246'С

Рис. 3. Температурное изменение tgб при частоте 50 гц для необлученных (кривая 1) и облученных протонами (кривая 2) кристаллов твердых растворов состава 86 М% КС! — 14 М% КВг.

больше, чем в хлориде калия. Поэтому если бы определяющим условием, необходимым для создания осциллирующих дефектов, была определенная степень развитости агрегатов, то резонансные потери должны бы иметь место и для составов, близких к эквимолярному со стороны KCl. Однако нами установлено, что резонансное диэлектрическое поглощение возникает после облучения только для составов с большим содержанием ионов Вг (рис. 3, 4). С уменьшением содержания KCl в КВг максимум tgö увеличивается и смещается в область-высоких температур.

Рис. 4. Зависимость от температуры для необлученных (сплошные кривые) и облученных протонами (пунктирные кривые) кристаллов твердых растворов состава 29 М% КС1 —71 М% КВг. 1 — 50 гц, 2—100 гц, 4— 1000 гц, 5 — 5000 гц.

При облучении твердых растворов высокоэнергетичным излучением вероятность ионизации ионов Вг будет определяться в основном их концентрацией. Следовательно, только локализация на агрегате вакансий дырок в виде атомов Вг приводит к появлению резонансного поглощения в твердых растворах КС1—КВг.

Можно считать определяющим условием возникновения осцилляторов, вызывающих низкочастотную резонансную абсорбцию в облученных щелочно-галоидных кристаллах, особые электрические свойства атомов Вг, а также и иода, какими не обладают атомы хлора. Подчеркнем подобную закономерность при попытках окрасить в парах галоида галогениды щелочных металлов [4].

ЛИТЕРАТУРА

1. Ю. М, Анненков. Известия ТПИ, т. 140. Томск, 1965.

2. JO. М. Анненков. Известия ТПИ, т. 139. Томск, 1965.

3. Т. С. Франгульян. Известия ТПИ, т. 140. Томск, 1965.

4. Е. М о 11 w о. Ann, Phys., 29, 394, 1937.

Я. Заказ ¿076..