Воздействие ультрафиолетового излучения на процессы залечивания микротрещин в щелочно галоидных кристаллах

СЕКЦИЯ: ОБЩАЯ ФИЗИКА

ВОЗДЕЙСТВИЕ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ПРОЦЕССЫ ЗАЛЕЧИВАНИЯ МИКРОТРЕЩИН В ЩЕЛОЧНО-ГАЛОИДНЫХ КРИСТАЛЛАХ

© Т.Н. Плужникова, М.В. Чемёркина, А.В. Чиванов, Ю.И. Тялин, В.А. Федоров

Цель работы: предложить возможные механизмы залечивания трещин, полученных при асимметричном сколе, в щелочно-галоидных кристаллах.

Исследования проводили на оптически прозрачных монокристаллах ЫР, ЫаС1, с количественным содержанием примесей от 1СГ2 до 1СГ3 вес.%. Размер образцов 10x20x2 мм. Степень асимметричности скола ~ 0,65 -V 0,75.

Для облучения монокристаллов ультрафиолетовым излучением с длиной волны X = 250 нм использовалась ртутно-кварцевая лампа ПРК-2. Температура образцов во время опытов контролировалась термопарой и оставалась постоянной Т = 293 К. Время воздействия варьировалось от 10 минут до 3 часов.

Установлено, что в процессе воздействия на кристаллы УФ-излучения вид залеченного участка и дислокационная картина, выявленная травлением, у вершины трещины заметно меняется. Эффект усиливается до определенной дозы облучения.

Обнаружено, что с увеличением времени воздействия УФ-излучения происходит уменьшение числа дислокаций у вершин трещин, увеличение длины залеченного участка и уменьшение длины лучей в дислокационных розетках.

Механизм залечивания трещин представляется следующим. В первые моменты облучения (1-я стадия) воздействие ультрафиолетового излучения способствует разрушению собственных дефектов кристалла, и движение дислокаций облегчается. Доказательством этого может служить образование дополнительных лучей, что может быть связано со срабатыванием какого-либо дислокационного источника. Вместе с тем, по мере воздействия ультрафиолетового излучения образуются радиационные дефекты. Эти дефекты мигрируют по кристаллу и могут «закрепиться» на дефектах

нерадиационного происхождения, т. е. на дислокациях [1]. Процесс залечивания на 2-ой стадии может продолжаться до тех пор, пока количество распадающихся стопоров Ыр превышает число образующихся радиационных дефектов И0. При нарушении условия ТУо > Ир процесс залечивания прекращается. При больших временах облучения число радиационных дефектов увеличивается, что приводит к упрочнению материала и стопорению движения дислокаций. Данный процесс сопровождается окрашиванием кристаллов. При нагреве наблюдается исчезновение окраски, что связано с распадом образовавшихся радиационных дефектов, следовательно, процесс залечивания может возобновиться.

Энергия активации процесса распада для кристаллов ЫаС1 составляет ~ 1,2 эВ. Эта энергия соответствует радиационному дефекту типа 1п (дырочный центр), а для кристаллов КС1 ~ 1,5 эВ. Эта энергия соответствует радиационному дефекту типа Т1+ (дырочный центр) [1]. По-видимому, происходит распад именно этих радиационных дефектов, способствующий исчезновению окраски.

Процесс распада радиационных дефектов сопровождается люминесценцией кристаллов. Спектральный состав люминесценции близок к составу УФ-источника при облучении.

ЛИТЕРАТУРА

1. Шмурак С.З. Дислокационная спектроскопия кристаллов // ФТТ.

1999. Т. 41. № 12. С. 2139-2146.

БЛАГОДАРНОСТИ: Работа выполнена при поддержке РФФИ (гранты № 02-01-01173, №03-01-06506).