КОНЕВ ПРИМЕНЕНИЕ РАДИОСПЕКТРОСКОПИИ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ РАДИАЦИОННЫХ ДЕФЕКТОВ В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ Учебно-методическое пособие Министерство образования и науки Российской Федерации Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. <...> Гусева, А. Ф. Зацепин, С. О. Чолах, С. Ф. Конев ПРИМЕНЕНИЕ РАДИОСПЕКТРОСКОПИИ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ РАДИАЦИОННЫХ ДЕФЕКТОВ В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ Рекомендовано методическим советом УрФУ в качестве учебно-методического пособия для студентов, обучающихся по направлениям подготовки 210100 – Электроника и наноэлектроника, 190200 – Приборы и методы контроля качества и диагностики Екатеринбург Издательство Уральского университета 2014 УДК 620.179 ББК 22.344 П76 Авторы: В. Б. Гусева, А. Ф. Зацепин, С. О. Чолах, С. Ф. Конев Рецензенты: канд. физ.-мат. наук Д. В. Иванов (Институт физики металлов Уральского отделения Российской академии наук); завкафедрой физики Уральского государственного горного университета, д-р физ.-мат. наук, проф. <...> И. Г. Коршунов, завкафедрой математики Уральского государственного горного университета, д-р физ.-мат. наук В. Б. Сурнев Научный редактор – д-р физ.-мат. наук В. А. Важенин П76 Применение радиоспектроскопии для изучения радиационных дефектов в твердых телах : учебно-методическое пособие / В. Б. Гусева [и др.] <...> При иллюстрации спектров ЭПР используются оригинальные результаты, полученные авторами. <...> Такое исследование, как правило, требует применения комплекса различных методов, в число которых могут входить оптическая и инфракрасная спектроскопия, комбинационное рассеяние света, электронная микроскопия, рентгеновский структурный анализ, дилатометрия, калориметрия, а также методы радиоспектроскопии (метод электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), двойной электронно-ядерный резонанс (ДЭЯР) и т. д. <...> Один из методов получения такой информации – оптическая спектроскопия, однако переходы между оптическими уровнями дефектных центров не всегда являются излучательными <...>
Применение_радиоспектроскопии_для_изучения_радиационных_дефектов_в_твердых_телах.pdf
УДК 620.179
ББК 22.344
П76
Авторы: В. Б. Гусева, А. Ф. Зацепин, С. О. Чолах, С. Ф. Конев
Рецензенты:
канд. физ.-мат. наук Д. В. Иванов (Институт физики металлов Уральского отделения
Российской академии наук);
завкафедрой физики Уральского государственного горного университета,
д-р физ.-мат. наук, проф. И. Г. Коршунов, завкафедрой математики Уральского
государственного горного университета, д-р физ.-мат. наук В. Б. Сурнев
Научный редактор – д-р физ.-мат. наук В. А. Важенин
П76
Применение радиоспектроскопии для изучения радиационных
дефектов в твердых телах : учебно-методическое пособие /
В. Б. Гусева [и др.]. – Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2014. – 64 с.
ISBN 978-5-7996-1288-7
В настоящем пособии приведены основные сведения о радиационных дефектах в
твердых телах, изложены основы их исследования методами радиоспектроскопии, предложены
варианты заданий и программа экспериментального исследования радиационномодифицированных
веществ в конденсированном состоянии. При иллюстрации спектров
ЭПР используются оригинальные результаты, полученные авторами. В прил. 1 приведена
лабораторная работа, в прил. 2 – градуировка измерительной шкалы спектрометра.
Библиогр.: 9 назв. Табл. 1. Рис. 22. Прил. 2.
УДК 620.179
ББК 22.344
_______________________________________________________
Учебное издание
Гусева Валентина Борисовна, Зацепин Анатолий Федорович,
Чолах Сеиф Османович, Конев Сергей Федорович
ПРИМЕНЕНИЕ РАДИОСПЕКТРОСКОПИИ
ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ РАДИАЦИОННЫХ ДЕФЕКТОВ В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ
Подписано в печать 10.10.2014. Формат 70100 1/16. Бумага типографская. Гарнитура Times
New Roman. Плоская печать. Усл. печ. л. 5,16. Уч.-изд. л. 3,5. Тираж 50 экз. Заказ № 1586.
Издательство Уральского университета
Редакционно-издательский отдел ИПЦ УрФУ
620049, Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 5
Тел.: 8 (343) 375-48-25, 375-46-85, 374-19-41
E-mail: rio@urfu.ru
Отпечатано в Издательско-полиграфическом центре УрФУ
620075, Екатеринбург, ул. Тургенева, 4
Тел.: 8 (343) 350-56-64, 350-90-13
Факс: 8 (343) 358-93-06
E-mail: press-urfu@mail.ru
ISBN 978-5-7996-1288-7
© Уральский федеральный университет, 2014
Стр.3
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ..............................................................................................3
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ......................................................................... 4
1.1. Основные типы дефектов кристаллической решетки ................. 4
1.2. Взаимодействие различных видов излучения с веществом ........ 6
1.3. Механизмы образования радиационных дефектов ...................... 9
1.4. Образование дефектов при ионной имплантации ...................... 13
1.5. Применение ЭПР для исследования радиационных
дефектов ................................................................................................. 17
1.6. Структура спектров ЭПР .............................................................. 22
1.7. Основные параметры спинового гамильтониана ....................... 27
1.8. Ширина и форма линии парамагнитного поглощения .............. 34
1.9. ЭПР в неупорядоченных твердых телах ..................................... 35
1.10. Основные принципы получения спектров ЭПР ....................... 39
2. УСТРОЙСТВО СПЕКТРОМЕТРА BRUKER E580
И ПРОЦЕДУРА ПОЛУЧЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО
СПЕКТРА ЭПР ..................................................................................... 43
2.1. Устройство спектрометра ............................................................. 43
2.2. Порядок работы на спектрометре Bruker Elexsis E580.............. 46
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ .............................................................. 54
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ................................................. 54
ПРИЛОЖЕНИЯ .................................................................................... 55
Приложение 1 ........................................................................................ 55
Приложение 2 ........................................................................................ 62
64
Стр.65