Defect generation mechanisms in silica under intense electronic excitation by ion beams below 100 K: Interplay between radiative emissions
Defect generation mechanisms in silica under intense electronic excitation by ion beams below 100 K: Interplay between radiative emissions
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低于 100 K 的离子束强烈电子激发下二氧化硅中的缺陷产生机制：辐射发射之间的相互作用
DOI：
10.1016/j.actamat.2023.119097
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发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
9.4
通讯作者：
Agulló-López, F.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Crespillo, M.L.;Graham, J.T.;Weber, W.J.;Agulló-López, F.
研究了低温下离子束对块体二氧化硅的影响，旨在了解从最初产生自由载流子和自陷激子（STE）到在辐照二氧化硅中产生两种稳定缺陷结构：非桥接氧空穴中心（NBOHC）和缺氧中心（ODC）的途径和机制。使用 3 MeV H、3.5 MeV He、19 MeV Si 和 19 MeV Cl 离子以及 30 至 100 K 的低温照射温度范围获得离子束诱导发光（离子发光，IL）光谱。三个发射带的动力学行为集中在 1.9 eV（分配给 NBOHC）、2.1 eV（分配给 STE 的本征衰变）和2.7 eV（分配给 ODC）揭示了这些在强烈电子激发下发射的物理起源。 NBOHC 的创建由纯电子机制控制。 NBOHC 带的动力学曲线显示了两个主要贡献：瞬时（束流）贡献，随后是与 STE 浓度相关的较慢的注量和温度依赖性过程。射束贡献与沉积的电离能成正比。 ODC 带的增长在影响范围内呈线性增长，最高可达 2 × 1012cm−2 左右。生长速率与温度无关，但与每个离子辐射诱导的氧空位数量成正比，这明确表明 2.7 eV 发射可能与激发态下产生的 ODC 相关。
Ion-beam effects on bulk silica at low temperature have been studied with the aim of understanding the routes and mechanisms leading from the initial generation of free carriers and self-trapped excitons (STEs) to the production of two stable defect structures in irradiated silica, non-bridging oxygen hole centers (NBOHCs) and oxygen deficient centers (ODCs). Ion beam induced luminescence (ionoluminescence,IL) spectra were obtained using 3 MeV H, 3.5 MeV He, 19 MeV Si, and 19 MeV Cl ions and a range of cryogenic irradiation temperatures from 30 to 100 K. The kinetic behavior of three emission bands centered at 1.9 eV (assigned to NBOHCs), 2.1 eV (assigned to the intrinsic decay of STEs), and 2.7 eV (assigned to ODCs) reveal the physical origin of these emissions under intense electronic excitation. The creation of NBOHCs is governed by a purely electronic mechanism. The kinetics curve of the NBOHC band shows two main contributions: an instantaneous (beam-on) contribution, followed by a slower fluence- and temperature-dependent process correlated with the concentration of STEs. The beam-on contribution is proportional to deposited ionization energy. The growth of the ODC band is linear in fluence up to around 2 × 1012cm−2. The growth rate is independent of temperature but proportional to the number of radiation-induced oxygen vacancies per ion, showing, unambiguously, that the 2.7 eV emission can be associated with ODCs created in an excited state.
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影响因子：
3.5
作者：
D. Bachiller-Perea;D. Jiménez-Rey;A. Muñoz-Martín;F. Agullo-lopez
通讯作者：
D. Bachiller-Perea;D. Jiménez-Rey;A. Muñoz-Martín;F. Agullo-lopez
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--
发表时间：
2003
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M. Stevens
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通讯作者：
W. J. Weber