ИСТИНА

Внутризонная люминесценция (ВЗЛ) — это быстрая слабая люминесценция, возникающая в диэлектрических кристаллах на этапе термализации электронов в зоне проводимости и дырок в валентной зоне после взаимодействия кристалла с ионизирующим излучением. Несмотря на низкий квантовый выход, этот тип люминесценции обладает очень малым временем разгорания (порядка фемтосекунд) и затухания (порядка единиц пикосекунд) и, тем самым, может служить основой для быстрой регистрации ионизирующего излучения. Актуальность данного вопроса обусловлена тем, что современные приложения в области ядерной медицины (например, времяпролётная позитрон-эмиссионная томография) и физики высоких энергий требуют временного разрешения порядка 10 пикосекунд. В связи с этим было бы интересно найти вещества, демонстрирующие ВЗЛ и обладающие как можно большим квантовым выходом. Данная работа направлена на создание теоретической модели, которая позволит рассчитывать такие параметры ВЗЛ, как квантовый выход, кинетика и спектр, основываясь на зонной структуре веществ. Эта модель позволит упростить и ускорить экспериментальный поиск веществ с высоким квантовым выходом ВЗЛ. В статьях [1-2] были рассчитаны спектр и квантовый выход ВЗЛ в приближении одной параболической ветви закона дисперсии электрона в зоне проводимости. Было учтено взаимодействие электронов зоны проводимости с продольными оптическими фононами. К сожалению, в рамках этой модели параметры ВЗЛ не могут быть воспроизведены полностью, поскольку она не учитывает, во-первых, прямые внутризонные переходы с излучением фотонов, во-вторых, взаимодействие электронов зоны проводимости с продольными акустическими фононами. Поэтому в рамках настоящей работы была создана теоретическая модель ВЗЛ для случая множества параболических ветвей закона дисперсии электрона в зоне проводимости с учётом взаимодействия электронов с акустическими фононами. В ходе работы получены выражения, описывающие скорости безызлучательных электронных переходов с излучением или поглощением оптических и акустических фононов, а также выражения, описывающие скорости излучательных электронных переходов: прямых (с излучением фотонов) и непрямых (с одновременным излучением фотонов и излучением или поглощением фононов). При помощи метода Монте-Карло были рассчитаны зависимости данных скоростей от энергии электрона в йодиде цезия. Затем, основываясь на результатах расчётов, были получены спектр и квантовый выход ВЗЛ в йодиде цезия. Квантовый выход CsI оценивается порядка 30-100 фотонов на МэВ. Литература 1. Vasil’ev, A. N., and R. V. Kirkin., Physics of Wave Phenomena 186-191 (2015) 23.3. 2. Omelkov, S. I., et al., Journal of Luminescence. 309-317 (2016) 176.