چكيده
تك بلور هاي LiF آلاييده شده با فلزات Mg يا Al يا Ti و يا تركيباتي از اين عناصر، سالهاست به عنوان آشكارساز پرتوهاي هسته اي به كار مي روند. پس از پرتوگيري اين بلورها، الكترون هاي ظرفيت اتمهاي تشكيل دهنده آنها جدا شده و در دام هاي مربوط به ناخالصي ها گرفتار مي شوند. در اثر اعمال انرژي گرمايي به اين آشكارسازها الكترون هاي به دام افتاده آزاد و با حفره هاي مربوطه تركيب و فوتون هاي مرئي توليد مي نمايند. هدف از اين تحقيق، مشخص كردن دقيق فرايند فيزيكي توليد فوتون هاي گرمالياني مي باشدجهت آشنايي با رخدادهاي توليد فوتون در داخل بلور از سه روش اندازه گيري (طيف جذبي بلورها، درخشندگي گرمالياني و رسانندگي يوني) و يك روش شبيه سازي كوانتومي DFT استفاده شده است.با توجه به اين كه بلور استفاده شده عايق بوده و گاف انرژي زيادي دارد و دام هاي الكترون ها در دماي حدود k400 تخليه مي گردند، شبيه سازي كوانتومي ساختار بلور و ترازهاي انرژي درون گاف ممنوعه را قبل و بعد از پرتودهي مشخص مي نمايد. با استفاده از نتايج سه آزمايش فوق الذكر مقدار انرژي فعال سازي به صورت تجربي و مجزا براي هر دام محاسبه گرديده است.طيف جذبي بلورهاي پرتو ديده، يك قله جذب براي LiF خالص در طول موج nm250 نشان داده است. قله هاي جذب براي همين بلور پرتو ديده ولي آلاييده شده با Mg علاوه بر nm250 در طول موجهايnm 313 وnm 225 نيز جذب داشته است.انرژي فعال سازي مربوط به دامهاي nm 225 ، nm250 و nm 313 به ترتيب eV 033/0± 33/0، eV 012/0 ± 21/0 و eV013/0± 16/0 بوده است.انرژيهاي فعال سازي كه از طريق آزمايش درخشندگي گرمالياني و رسانندگي يوني بهدست آمده بترتيب برابر eV 61/0 و eV 79/0 مي باشند.ترازهاي انرژي مربوط به ناخالصي هاي تك بلور LiF نانو ساختار كه از روش شبيه سازي DFT بهدست آمده اند با مقادير انرژي هاي فعال سازي الكترون هاي بدام افتاده كه در روش هاي تجربي بدست آمده است مطابقت منطقي دارند.لذا با توجه به عناصر آلاييده كننده دوظرفيتي Mg كه باعث حذف يك يون مثبت Li (ايجاد يك جاي خالي يون مثبت) مي گردد و اينكه انرژي فعال سازي سه روش آزمايشگاهي تقريبا يكسان هستند، لذا فرايند توليد TL مي تواند حركت اين جاي خالي هاي يون مثبت بوده كه باعث فرو ريختن دام الكترون هايي كه توسط Mg توليد شده و در نهايت آزاد سازي الكترون ها باشد. اين الكترون ها با حفره هاي بدام افتاده در نزديكي طيف ظرفيت تركيب و فوتون مرئي توليد مي نمايند.نتايج شبيه سازي DFT نشان مي دهد كه با افزايش ناخالصي Mg+2 در ساختار بلور، گاف انرژي به شدت كاهش و ترازهاي انرژي زيادي نزديك طيف رسانش بوجود مي آيد. اين ترازهاي انرژي مربوط مي شود به قله هاي الكتروني كه با آلاييده شدن LiF بوجود آمده اند. در اثر عمليات حرارتي اين بلورهاي پرتوديده، الكترون هاي بدام افتاده ناپايدار شده به طيف رسانش مهاجرت مي نمايند. انرژي حرارتي لازم جهت توليد TL از مراكز z ، تقريبا برابر است بامقدار گاف انرژي كه توسط DFT محاسبه گرديده است.
