Исследование начальных стадий фотолиза галогенидов серебра: элементарные реакции фотогенерированных носителей тока

Диссертация посвящена исследованию физико-химического механизма начальной стадии фотолиза галогенидов серебра — изучению элементарных реакций с участием заряженных частиц в модельных микродисперсных и монокристаллических галогенсеребряных системах, особо чистых и легированных различными примесями.

Актуальность исследований.

История изучения химических реакций с участием заряженных частиц в галогенидах серебра насчитывает десятки лет. На начальном этапе главный интерес к таким исследованиям был вызван необходимостью совершенствования галогенсеребряного фотографического процесса, в последствии — с созданием сред для регистрации разного вида излучений, а в последнее десятилетие — с заманчивой перспективой использования галогенидов серебра в качестве пассивных и активных (при легировании редкоземельными элементами) лазерных сред.

Однако, несмотря на значительные успехи технологов в создании высококачественных фотографических материалов, до настоящего времени не разрешен ряд противоречий, как между теориями формирования фотографической чувствительности, так и теориями «скрытого изображения» в галогенсеребряных эмульсионных микрокристаллах (МК) [1]. В то же время, согласно анализу [2, 3], количественные характеристики ключевых элементарных процессов, в которых участвует фотоэлектрон в эмульсионных МК, те же самые, что и в модельных системах (порошках, плавленых кристаллах, напыленных слоях, монокристаллах), и для анализа процессов в эмульсионных МК можно использовать данные, полученные для модельных систем. Но даже для модельных систем таких данных в настоящее время все еще крайне мало.

4, 5], что не дает возможности ни подтвердить ни отвергнуть многочисленные теории (о противоречиях в литературных данных см. в [2]). Вопросы применения галогенидов серебра в качестве лазерных сред еще только начинают получать освещение [6].

Как известно, трудности в получении необходимых данных по реакциям заряженных частиц в галогенидах серебра обусловлены, прежде всего, их высокой светочувствительностью. Это делает практически неприменимым целый ряд методов исследования, в частности, стробоскопических методов исследования, сопряженных с применением высоких световых экспозиций образцов. Невозможным также оказывается применение методов, требующих металлических контактов, например, метод квазистационарной фотопроводимости. Из-за высокой концентрации межузельных ионов методы исследования фотопроводимости применимы лишь при использовании блокирующих электродов и импульсных электрических полей. Низкий квантовый выход и высокая вероятность безызлучательных переходов при комнатной температуре сильно понижает эффективность люминесцентных методов. Аналогичные трудности характерны также для других традиционных методов исследования (оптических, ЭПР и др.).

Поэтому одной из задач исследования галогенидов серебра всегда была задача разработки эффективных методов исследования, позволяющих адекватно отражать в модельных экспериментах процессы, протекающие в сложных практически важных системах. Для больших монокристаллов такие методы были созданы достаточно давно (почти полвека тому назад), однако большая их часть оказалась непригодной для микродисперсных систем с характерным размером ~ 10″ 4 см. Именно этим обстоятельством было обусловлено столь широкое применение «фотографических методов» («сенситометрических») для исследований закономерностей формирования скрытого фотографического изображения [7] в галогенсеребряных фотографических эмульсиях — микродисперсиях галогени-дов серебра в желатине. Безусловно, эти методы не могли дать однозначного ответа на целый ряд вопросов, связанных с участием в процессах ко-роткоживущей исключительно реакционно-способной частицы — электрона. Причина этого в том, что эти методы основаны на наблюдении влияния на формирование конечного результата (продукта) различных воздействий (химических и физических) на исходные смеси. Поэтому сведения о промежуточных стадиях оказываются трудно доступными. Прямые методы появились значительно позже — лишь в 80-х годах.

Среди методов, позволяющих исследовать кинетику таких реакций, особое место занимает бесконтактный метод СВЧ (или «микроволновой») фотопроводимости. Из-за малого дрейфового смещения зарядов в используемых СВЧ-полях этот метод одинаково пригоден как для массивных, так и для микродисперсных образцов.

Цель работы.

Цель работы состояла в том, чтобы, комбинируя измерения на модельных микродисперсных системах с измерениями на чистых и легированных монокристаллах галогенидов серебра, получить количественные данные о начальных стадиях фотолиза галогенидов серебра — элементарных реакциях с участием электронов, дырок, ионов, в том числе с участием модификаторов структуры световодов и добавками редкоземельных элементов.

Защищаемые положения.

На защиту выносятся следующие результаты и выводы 1. Экспериментальные результаты исследования СВЧ-фотопроводимости порошков, монокристаллов и плавленых кристаллов AgBr и AgCl, подвергнутых обработке водными растворами тиосульфата натрия разных концентраций, подвергнутых в разных условиях действию брома, дополнительному действию света разных интенсивностей, легированных редкоземельными элементами. Расчеты кинетики процессов (аналитические и численные) с участием электронов, дырок, ионов, электронных и дырочных ловушек, в т. ч. в условиях неоднородного поглощения света.

2. Детальный анализ полученных и литературных данных по влиянию на СВЧ-фотопроводимость обработки водными растворами тиосульфата натрия порошков и эмульсионных микрокристаллов бромида серебра. Показано, что константа скорости реакции рекомбинации свободных дырок с электронами, локализованными на центрах, создаваемых обработкой, равна 1.4−10″ 7 см3с" .

3. Определены глубины ловушек, образующихся в процессе синтеза AgCl (0.45 эВ), и ловушек, образующихся при обработке порошкообразного AgCl водными растворами тиосульфата натрия концентрации <10″ 2 моль/л (0.45 — 0.63 эВ). Прямым методом показано, что под действием света в галогенидах серебра формируются ловушки — кластеры негалоидного серебра: 0.4 эВ (AgCl) и 0.25 — 0.36 эВ (AgBr).

4.

Введение

иодида серебра малой концентрации (10″ - 10″ мас.%) в монокристаллический бромид серебра приводит к образованию центровловушек для дырок. Определена константа скорости реакции захвата дырок на образующиеся центры kf=7−10″ 10 cmV1.

5. Разработаны основы метода контроля фоточувствительных (полупроводниковых) систем на интегральное содержание примесей акцепторов электронов по времени жизни электрона. Продемонстрирована эффективность метода на примере макрои микрокристаллических образцов галогенидов серебра. Типичный диапазон контролируемых концентраций примесей 10″ 4 — 10″ 9 моль/л.

Научная новизна.

1. Получены новые количественные данные по характеристикам элементарных процессов с участием заряженных частиц в галогенидах серебра. Впервые получены константа скорости реакции рекомбинации локализованного электрона со свободной дыркой в порошках бромида серебра и константа скорости реакции захвата дырки на центры, образующиеся при введении иодида серебра в монокристаллы бромида серебра.

2. Изучено влияние предварительного освещения УФ-светом на кинетику фотоотклика СВЧ-поглощения в порошках и монокристаллах AgBr и AgCl, в том числе легированных иодидом серебра и редкоземельными элементами, используемыми в качестве пассивных и активных лазерных сред для среднего ИК-диапазона. Показано, что причиной влияния УФ-освещения является формирование кластеров негалоидного серебра, служащих ловушками электронов. Определены глубины ловушек, возникающих под действием света.

3. Получены данные по глубинам ловушек, образующихся при обработке порошков хлорида и бромида серебра тиосульфатом натрия — агента сернистой сенсибилизации фотографических эмульсий. Проведен анализ причин различий диапазонов глубин ловушек, регистрируемых методом СВЧ-фотопроводимости, и значений, получаемых люминесцентными методами.

4. Разработаны основы метода контроля интегрального содержания примесей акцепторов электрона в фоточувствительных микродисперсных сред по кинетике гибели заряженных частиц.

5. Объяснена природа известного [8] «аномального эффекта» влияния обработки растворами тиосульфата натрия больших концентраций (>10″ моль ТСН/моль AgBr) на кинетику спада фотоотклика СВЧпоглощения (замедления спада фотоотклика) в порошках AgBr. Показано, что причина эффекта заключена в увеличении доли мелких электронных ловушек, в общем, распределении ловушек по глубинам.

Практическая значимость результатов диссертации.

Предложенный подход к описанию кинетики процессов в галогенидах серебра и установленные закономерности могут быть использованы широким кругом исследователей свойств разных фоточувствительных микродисперсных систем.

Полученные экспериментальные данные, теоретические оценки и разработанные методы исследования элементарных процессов в галогенидах серебра могут быть использованы при разработке сред записи и считывания информации, при разработке пассивных и активных лазерных сред, а так же для оценки чистоты веществ по интегральному содержанию примесей — акцепторов электрона.

Личный вклад автора.

Работа выполнена в лаборатории фотодинамических процессов Института проблем химической физики РАН под руководством профессора, доктора физ.-мат. наук, заведующего лабораторией Новикова Геннадия Федоровича. Исследования проводились в соответствии с планами работ лаборатории, и общие направления исследований формулировались ее руководителем.

Представленные в работе результаты получены лично автором или при его непосредственном участии. Результаты по определению действия тиосульфата натрия на характеристическое время спада фотоотклика СВЧ-фотопроводимости в порошках бромида серебра были получены совместно с Головановым Б. И. и частично представлены в его диссертационной работе [9]. Теоретический анализ этих данных, позволивший сделать оценки подвижности дырок и константы скорости реакции рекомбинации дырок с локализованными электронами, проведен автором настоящей работы. Автором также лично получены экспериментальные данные по СВЧ-фотопроводимости плавленых образцов и монокристаллов AgBr, чистых и легированных малыми концентрациями иодида серебра и редкоземельными элементами (РЗЭ). Автором лично получены данные по влиянию предварительной экспозиции УФ-светом на галогениды серебра и влиянию обработки растворами ТСН с целью определения глубин образующихся ловушек. Проведен анализ кинетики спада СВЧ-фотоотклика, учитывающий процессы захвата электрона и дырки на ловушки и их термический выход из них, рекомбинации свободного электрона и дырки, процессы рекомбинации через локальные центры. Усовершенствована программа численного расчета кинетики спадов СВЧ-фотопроводимости.

Обсуждение результатов проводилось совместно с руководителем.

Автор глубоко признателен за помощь в выполнении работы руководителю профессору, д.ф.-м.н. Новикову Г. Ф, сотрудникам лаборатории: старшему научному сотруднику к.х.н. Тихониной Н. А., к.ф.-м.н. Голованову Б. И., Радычеву Н. А., к.х.н. Метелевой Ю. В., Егорову В. А., Сермака-шевой H. JL, к.ф.-м. н. Чернову И. А., Войлову Д. И., а также заведующей лаборатории ИПТМ РАН к.х.н. Дичковой Н. В. и старшему научному сотруднику ИПТМ РАН к.х.н. Загородневу В.Н.

Опубликованные статьи.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих статьях: 1) Волошина Т. В., Латышев А. Н., Леонова Л. Ю., Ефимова М. А., Тать-янина Е.П., Рабенок Е. В., Цыпышева М. В. Примесные центры, образующиеся при моделировании сернистой сенсибилизации. // Журнал науч. и прикл. фотографии, 2001, т.46, № 5, с. 68−72.

2) Новиков Г. Ф., Рабенок Е. В., Голованов Б. И. Диффузионные ограничения в электрон-дырочной рекомбинации на поверхности микродисперсных галогенидов серебра. // Химическая физика, 2003, т. 22, № 4, с. 88−92.

3) Рабенок Е. В., Голованов Б. И., Новиков Г. Ф. Особенности процессов захвата и рекомбинации зарядов на поверхности микродисперсных галогенидов серебра при адсорбции фотографически активных соединений. // Журнал науч. и прикл. фотографии 2003, т. 48, № 4, с. 22−26.

4) Рабенок Е. В., Новиков Г. Ф., Голованов Б. И., Тихонина Н. А. Влияние тиосульфата натрия на кинетику электрон-ионных процессов. // Химия высоких энергий, 2004, т. 38, № 4, с. 294−298. [Rabenok E.V., Novikov G.F.y Golovanov B.I., Tikhonina N.A. Effect of Sodium Thiosulfate on the Kinetics of Electron—Ion Processes in Powdered Silver Chloride // High Energy Chemistry, 2004, V. 38, № 4, pp. 259−263.].

5) Рабенок E.B., Радычев H.A., Новиков Г. Ф., Личкова Н. В. Особенности электрон-ионных процессов в порошках, плавленных и монокристаллах галогенидов серебра (лазерные среды). // Конденсированные среды и межфазные границы, 2004, т. 6, № 2, с. 182−187.

6) Gennadii F. Novikov, Evgenia V. Rabenok Microwave studies of primary elementary stages of silver halides photolysis. The quantitative data. // Bulgarian Chemical Communications, 2004, V. 36, № 3, pp. 146−154.

7) Новиков Г. Ф., Рабенок E.B., Алфимов M.B. Исследования элементарных стадий фотолиза галогенидов серебра методом микроволновой фотопроводимости. // Химия высоких энергий, 2005, т. 39, № 3, с. 1−9. [Novikov G. F., Rabenok Е. V., Alfimov М. V. The Study of Elementary Steps of the Photolysis of Silver by the Method of Microwave Photoconductivity. // High Energy Chemistry, V. 39, No. 3,2005, pp. 167−174.].

Результаты, включенные в диссертационную работу, частично выполнялись в рамках проектов, поддержанных Российским фондом фундаментальных исследований: проект РФФИ № 99−03−32 397, РФФИ-БРФФИ № 00−03−81 200 Бел2000а, РФФИ № 03−03−32 202а, РФФИ № 02−03−32 322а, РФФИ № 03−03−6 032мас.

Апробация.

Материалы по теме работы были доложены на 3 международных конференциях, 1 региональных конференциях, 3 всероссийских конференциях, 2 симпозиумах, на областной конференции «Научные исследования в наукоградах Московской области. Новые материалы и технологии. Инновации XXI века», на всероссийской школе-симпозиуме молодых ученых по химической кинетике.

1) Рабенок Е. В., Голованов Б. И., ТихонинаН.А., Новиков Г. Ф. Диффузионные ограничения в электрон-дырочной рекомбинации на поверхности микродисперсных галогенидов серебра. // Сборник «Новые материалы и технологии. Инновации XXI века» труды конференции «Научные исследования в наукоградах Московской области», Черноголовка, 1−4 октября 2001 г., с. 110.

2) Татьянина Е. П., Рабенок Е. В., Сермакашева Н. Л., Цыпышева М. В., Волошина Т. В., Латышев АН., Леонова Л. Ю., Ефимова М. А., Новиков Г. Ф. О конкуренции за захват электрона дефектов решетки и примесных центров, создаваемых сернистой сенсибилизацией в порошкообразном хлориде серебра. // Сборник «Новые материалы и технологии. Инновации XXI века» труды конференции «Научные исследования в наукоградах Московской области». 1−4 октября, 2001 г., Черноголовка. ИПХФ РАН, 2001, с. 115.

3) Рабенок Е. В., Голованов Б. И., Новиков Г. Ф. Особенности процессов захвата и рекомбинации зарядов на поверхности микродисперсных галогенидов серебра при адсорбции фотографически активных соединений. // Сборник тезисов докладов международного симпозиума «Фотография в XXI век», 12−14 июня, 2002 г., Санкт-Петербург, Москва-2002, с. 28−30.

4) Татьянина Е. П., Охотников С. С., Тихонина Н. А., Рабенок Е. В., Латышев А. Н. Электронные и оптические свойства сернисто-серебряных кластеров, адсорбированных на поверхности микрокристаллов AgCl. // Сборник тезисов докладов международного симпозиума «Фотография в XXI век», 12−14 июня, 2002 г., Санкт-Петербург, Москва-2002, с. 44−46.

5) Рабенок Е. В., Новиков Г. Ф. Исследование химических реакций избыточных электронов и дырок в микродисперсных галогенидах серебра. // Материалы международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов-2002» 9−12 апреля 2002 г., Москва, 2002 г., секция химия, т. 2, с. 283.

6) Рабенок Е.В.у Голованов Б. И., Новиков Г. Ф. Особенности реакций заряженных частиц в галогенидах серебра. // Сборник тезисов докладов XIV симпозиума «Современная химическая физика», 18−29 сентября 2002 г. Туапсе С. 114−115.

7) Рабенок Е. В., Голованов Б. И., Новиков Г. Ф. Захват электрона и рекомбинация свободных дырок с локализованными электронами в галогенидах серебра. // Сборник тезисов докладов I всероссийской конференции «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах» «ФАГРАН-2002», 11−15 ноября, 2002 г., Воронеж-2002, с. 236−237.

8) Рабенок Е. В., Новиков Г. Ф. Детектирование процесса формирования кластеров негалоидного серебра по реакции захвата электрона в микродисперсных галогенидах серебра. // Сборник тезисов докладов III Национальной кристаллохимической конференции, 2003, Черноголовка, с. 213−214.

9) Рабенок Е. В., Новиков Г. Ф., Голованов Б. И., Тихонина Н. А. Кинетика электрон-ионных процессов в порошкообразном хлориде серебра. Влияние сернистой сенсибилизации. // Сборник тезисов докладов IV Всероссийской конференции молодых ученых «Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии», 23−25 июня 2003 г., Саратов, с. 36.

ЩРадычев Н.А., Рабенок Е. В., Новиков Г. Ф., Личкова Н. В. СВЧ фотопроводимость легированного йодом AgBr. // Сборник тезисов докладов IV Всероссийской конференции молодых ученых «Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии», 23−25 июня 2003 г., Саратов, с. 37.

1)Радычев Н.А., Рабенок Е. В., Новиков Г. Ф., Личкова Н. В. Применение СВЧ фотопроводимости для контроля содержания примесей акцепторов электрона в бромиде серебра, легированном йодом. // Сборник тезисов докладов 4-ой международной конференции старшеклассников, студентов, молодых учёных, преподавателей, аспирантов и докторантов «актуальные проблемы современной науки», 10−12 сентября 2003 г., Самара, с. 30−32.

12)Рабенок Е.В., Новиков Г. Ф., Голованов Б. Н., Тихонина НА. Влияние обработки тиосульфатом натрия порошкообразного хлорида серебра на кинетику электрон-ионных процессов. // Сборник тезисов докладов 4-ой международной конференции старшеклассников, студентов, молодых учёных, преподавателей, аспирантов и докторантов «актуальные проблемы современной науки», 10−12 сентября 2003 г., Самара, с. 2830.

13)Рабенок Е.В., Новиков Г. Ф., Тихонина НА. Особенности электрон-ионных процессов, инициированных светом, в порошкообразных AgBr и AgCl. // Сборник тезисов XV симпозиума «Современная химическая физика», 18−29 сентября 2003 г. Туапсе, С. 121.

14) Радычев Н. А., Рабенок Е. В., Новиков Г. Ф., Личкова Н. В. Электрон-ионные процессы в легированном йодом AgBr. Лазерные среды для среднего ИК-диапзона. // Сборник тезисов докладов XV симпозиума «Современная химическая физика», 18−29 сентября 2003 г. Туапсе, С. 122.

15)Рабенок Е.В.У Радычев Н. А., Новиков Г. Ф., Личкова Н. В., Тихонина Н. А. Особенности переноса фотогенерированных заряженных частиц и реакции в особо чистых и легированных микродисперсных порошках и монокристаллах галогенидов серебра. // Сборник тезисов XXII Всероссийской школы-симпозиума молодых ученых по химической кинетике, пансионат «Клязьма», Московская обл., 15−18 марта 2004, с. 31.

16) Rabenok E.V., Novikov G.F., Lichkova N.V., Tikhonina N.A. New quantitative data of the reactions of electrons and holes leading to the metal clusters formation in silver halides. // Cluster — Surface Interactions. Euro Conference on Cluster Systems and Nanotubes.

П)Novikov G.F.y Rabenok E.V., Lichkova N.V. The Reactions of Electrons and Holes Leading to the Metal Clusters Formation in Silver Halides. New Quantitative Characteristics. // The International Symposium on Silver Hal-ide ImagingSeptember 13−15,2004, Ventura, California.

18)Рабенок Е.В., Личкова Н. ВНовиков Г. Ф. Кинетика гибели генерированных светом электронов в монокристаллах и плавленых образцах AgBr, легированных йодом. // Сборник тезисов докладов II всероссийской конференции «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах» «ФАГРАН-2004», 10−15 октября, 2004 г., Воронеж-2002, с. 291−292.

Структура диссертации.

Диссертация состоит из Введения, 6-ти глав и Выводов. Изложена на 155 страницах, содержит 27 рисунков, 10 таблиц, библиографию из 163 наименований.

1. Усовершенствована методика измерений СВЧ-фотопроводимости и разработано программное обеспечение для обработки результатов экс перимента в светочувствительных средах — полупроводниках. На осно вании совокупности результатов проведенных измерений СВЧ фотопроводимости в микрокристаллических порошках, монокристал лах, плавленых кристаллах галогенидов серебра, чистых и легирован ных различными примесями, и анализа протекаюш, их под действием света процессов разработаны основы метода контроля чистоты полу проводников по интегральному содержанию акцепторов электрона в диапазоне концентраций 10″ '*-10″ ^ моль/л.2. Экспериментально изучена кинетика гибели заряженных частиц в чис тых и обработанных растворами тиосульфата натрия порошках и моно кристаллах бромида серебра, в том числе легированных иодидом се ребра, и проведен детальный анализ литературных данных. Установле но, что: а) константа скорости процесса рекомбинации свободных элек тронов и дырок не зависит от типа образцов бромида серебра и равна.

1.5(±1)'10″ '* см^с" '- б) константа скорости реакции рекомбинации сво бодных дырок с электронами, локализованными на центрах, создавае мых обработкой, равна 1.4−10' см с' - в) константа скорости реакции захвата свободной дырки на центры, образующиеся при легировании иодидом серебра монокристаллов AgBr равна 7−10″ '^ см'^ с'^.

3. Изучено влияние УФ экспонирования и обработки водными растворами ТСН на процессы формирования ловушек в порошках и монокристал 136 лах AgBr и AgCl. Определены глубины ловушек, возникающих под действием света: 0.4 эВ (AgCl) и 0.25 — 0.36 эВ (AgBr), и возникающих при обработке микрокристаллов: 0.4 — 0.63 эВ (AgCl).4. На основании анализа полученных и литературных данных по дейст вию растворов тиосульфата натрия на МК AgBr обнаружено, что эф фективность формирования ловушек на поверхности МК резко меняет ся при концентрациях ТСН >10″ моль ТСН/моль AgBr. В этой области концентраций наблюдается резкий рост мелких ловушек, что объясняет известный «аномальный эффект» — замедление спада фотоотклика при обработке порошков AgBr растворами ТСН больших концентраций. Список иллюстраций Рис. 1 Оптические спектры поглощения чистых и смешанных галогенидов серебра при мол.% Agl. 28 Рис. 2 Спектр люминесценции кристаллов галогенидов серебра при температуре 4.2 К.

а) AgCl, б) AgBr: 1 — монокристалл, 2 — прессованный порошок. 35 Рис. 3 Зависимость спектров люминесценции порошков AgBr от концентрации иодида при Т=77 К. 7 — 4−10'^ 2−4-10'^ 3 — 4−10″ ' мол.% Г. 38 Рис. 4. Принципиальная схема резонаторного метода СВЧ-фотопроводимости. 64 Рис. 5 Две составляющие СВЧ-фотоотклика: 7 — резонансная кривая в темноте, 2 ;

резонансная кривая под действием света, 3 — СВЧ-фотоотклик. 66 Рис. 6 Пояснение к модели (см. текст) 73 Рис. 7 Зависимость характеристического времени быстрой компоненты спада СВЧ фотоотклика от концентрации обрабатываемого раствора ТСН. 78 Рис. 8 Учет неоднородности поглощения УФ-света в МК AgBr. 83 Рис. 9 Зависимость времени спада быстрой т^ (1) и медленной т" (2) компоненты В.Ч.- фотопроводимости в порошкообразном AgCl при обработке ТСН. 86 Рис. 10 Зависимость отношения характеристических времен спада В.Ч.;

фотопроводимости i^h в порошкообразном AgCl при обработке раствором тиосульфатом натрия. 87 Рис. 11 Зависимость Хг/Х-! от lg (t/To). Цифры около кривых справа — отношения Тг/т. 94 Рис. 12 СВЧ-фотоотклик для монокристаллов AgBr индивидуальных (1) и легированных ТЬВгз в концентрации 10″ ^ мас.% (2). 95 Рис. 13 Зависимость СВЧ-фотоотклика от частоты генератора при t=150 не после включения лазерного импульса для монокристалла AgBr. Сплошной линией показаны теоретические расчеты. 97 Рис. 14 Зависимость СВЧ-фотоотклика от частоты генератора при t=150 не после включения лазерного импульса для монокристалла AgBr, легированного ТЬВгз концентрацией 10″ ^ мас.%. Сплошной линией показаны теоретические расчеты. 98 Рис. 15 Спад кривой фотоотклика для разных времен предварительной УФ-экспозиции в полулогарифмических координатах, где 7 — 6.17−10''*, 2 — 2.57-Ю'^, 3 — 1.42−10'^ 4 — 7.91-Ю'^ квант-см" ^ за импульс. 99 Рис. 16 Зависимость обратной величины времени полуспада СВЧ-фотоотклика от логарифма экспозиции УФ-света в порошках AgCl (IQ =5−10 квант-см'^ за.

импульс) и AgBr (lo = 3 • 10 квант-см' за импульс). 100 Рис. 17 Влияние предварительной засветки УФ-света на монокристаллы бромида серебра: 7-исходный- 2−6.3−10 квант-см" за импульс. 102 Рис. 18 Влияние предварительной засветки УФ света (5.7−10'* квант-см^ за импульс) на монокристаллический AgBro.95Io.05 с добавлением ТЬВгз (0,01 мас.%) 104 Рис. 19 Влияние предвательного освещения УФ-светом на монокристаллический хлорид серебра, легированный иодидом серебра (10″ ^ мас.%): 7 — исходный- 2 ;

б-Ю" *- 3 — 1.610'^ квант-см'^ за импульс. 104 Рис. 20 Зависимость амплитуды и характеристического времени спада фотоотклика от интенсивности света для монокристалла AgBr, легированного 3−10″ ^ мас.% Agl (3 см.

СВЧ-диапазон). ПО Рис. 21 Зависимость обратной величины времени полуспада быстрой компоненты фотоотклика в монокристалле AgBr от концентрации Agl. 3 см СВЧ-диапазон. 111 Рис. 22 Зависимость отношения характеристических времен спада быстрых компонент для порошков AgBr исходных и бромированных от концентрации последующей обработки ТСН. 114 Рис. 23 Фотоотклик в монокристалле AgBr при разных интенсивностях света (8-мм.

СВЧ-диапазон). 1 — 1.410'^, 2 — 2.810'^ квант-см" ^ за импульс. Сплошными линиями показаны теоретические расчеты 116 Рис. 24 Спады СВЧ-фотооткликов в полулогарифмическом масштабе для разной (при ks = 3−10″ см с') Пунктирными линиями показано временной разрешение установки (8-мм диапазон-10 не). 124 Рис. 25 Спады СВЧ-фотоотклика в полулогарифмическом масштабе при разных Кривая 5 соответствует случаю то = т. 126 Рис. 26 Зависимость спадов СВЧ-фотоотклика от интенсивности падающего света: 1 — Рис. 27 Зависимость СВЧ-фотоотклика от величины глубины ловушки электронов второго типа Е2:1−0.3- 2- 0.35- 3 — 0.4- 4 — 0.45- 5 — 0.5- б — 0.55 эВ. Глубина электронной ловушки первого типа: Ej = 0.4 эВ. 131 Список таблиц Табл. 1 Диэлектрическая проницаемость галогенидов серебра при комнатной температуре и температуре жидкого азота 24 Табл. 2 Энергетические характеристики галогенидов серебра при комнатной температуре 26 Табл. 3 Дрейфовая подвижность электронов 41 Табл. 4 Сечения захвата электронов и дырок ионами в AgBr 45 Табл. 5 Некоторые предельные случаи 52 Табл. 6 Поглощение примесей РЗЭ и соответствующие переходы 57 Табл. 7 Излучательные переходы кристаллов бромида серебра, легированных РЗЭ …58 Табл. 8 Вводимая и остаточная концентрация примесей при легировании 96 Табл. 9 Влияние концентрации вводимой примеси Agl на характеристические времена спадов фотоотклика СВЧ-фотопроводимости в плавленых образцах AgBr 112 Табл. 10 Таблица параметров численного расчета кинетики спада СВЧ фотопроводимости для монокристаллов AgBr 119.