"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF6652
ETF6652 (ETF6652) "Defektitekke mittelöökmehhanismid metallioksiidides ja -fluoriidides (1.01.2006−31.12.2008)", Aleksandr Luštšik, Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskond, Tartu Ülikooli Füüsika Instituut, Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskond.
ETF6652
Defektitekke mittelöökmehhanismid metallioksiidides ja -fluoriidides
Non-Impact Mechanisms of Defect Creation in Metal Oxides and Fluorides
1.01.2006
31.12.2008
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.10. Füüsika 1.2. Füüsikateadused (astronoomia ja kosmoseteadus, füüsika ja teised seotud teadused)100,0
PerioodSumma
01.01.2006−31.12.2006390 000,00 EEK (24 925,54 EUR)
01.01.2007−31.12.2007390 000,00 EEK (24 925,54 EUR)
01.01.2008−31.12.2008390 000,00 EEK (24 925,54 EUR)
74 776,62 EUR

Mitmete tehnikaharude – lühilaine-nanofotolitograafia, TV plasmakuvarite ja eriti termotuumaenergeetika – arengut takistab konstruktsioonimaterjalide ebapiisav kiirituskindlus. Tahkise kiiritusdefektide tekke ja stabilisatsiooni efektiivsuse vähendamine on äärmiselt raske ülesanne, mille lahendamine nõuab nanodefektide ja nende assotsiaatide tekke fundamentaalsete protsesside edasist teaduslikku uurimist. Projekti põhieesmärgiks on välja eraldada ja uurida laia keelutsooniga metallioksiidides ja -fluoriidides nano-mõõteliste defektide tekke uusi mittelöökmehhanisme, mis on seotud relakseerumata (kuumade) juhtivuselektronide ja kuumade aukude rekombinatsiooniga või katiooneksitonide lagunemisega, mille energia ületab mitmekordselt keelutsooni laiust ning on piisav ruumiliselt korreleeritud ergastuste rühmade tekkeks. Nende uute defektitekkemehhanismide kompleksne uurimus viiakse läbi, kiiritades puhtaid ja legeeritud laia keelutsooniga dielektrikuid (MgO, SiO2, LiF, Li4SiO4, Al2O3, aluminaadid) 6-1000 eV footonite, 1-300 keV elektronide (nii pidevas kui impulssrežiimis) ja kiirete ioonidega. Kiiritusdefekte detekteeritakse madalatemperatuurse VUV-XUV-spektroskoopia, EPR ja meie poolt varem välja töötatud kõrgtundlike termoaktivatsioonspektroskoopia meetoditega. Katsetatakse võimalust legeeritud materjalide “luminestsentsseks kaitseks” defektitekke protsesside eest. Meie arvates saab kuumade rekombinatsioonidega seotud defektitekke efektiivsust oluliselt (või isegi täielikult) alla suruda tänu kuumade laengukandjate energia efektiivsele ülekandele lisandiluminestsentsitsentreile (sellise ülekandeprotsessi me avastasime oma eelmistes uurimustes). Koostöös teoreetikutega üldistatakse dielektrikute kiirituskindluse energeetilist ja muid kriteeriume. Analüüsitakse uusi väljavaateid tõsta laia keelutsooni ning laia ja komplitseeritud valentstooniga dielektrikute kiirituskindlust mittelöökmehhanism-protsesside suhtes.
The development of various technology fields - short-wavelength nanophotolithography, TV plasma display panels and especially thermonuclear energetics - is limited by insufficient radiation resistance of different construction materials. Further scientific investigation of the fundamental processes of the creation of nano-defects and their associations is needed to solve the extremely difficult task of the decreasing of the efficiency of the creation and stabilization of radiation defects in solids. The main aim of the project is to separate and investigate the novel non-impact creation mechanisms of nano-scale defects due to the recombination of non-relaxed (hot) electrons and hot holes or due to the decay of a cation excitons, the energy of which exceeds the energy gap by several times and is sufficient to create a group of spatially correlated excitations, in some wide-gap metal oxides and fluorides. The complex study of these novel mechanisms of defect creation in pure and doped wide-gap dielectrics (MgO, SiO2, LiF, Li4SiO4, Al2O3, aluminates) will be conducted under irradiation by photons of 6-1000 eV, electrons of 1-300 keV (steady an pulse regime) and swift ions. Radiation defects will be detected by means of low-temperature VUV-XUV spectroscopy methods, EPR and earlier elaborated by us highly sensitive luminescent methods of thermoactivation spectroscopy. A possibility of “luminescent defence” of doped materials against the process of defect creation will be tested. In our opinion, the efficiency of defect creation by hot recombination can be significantly depressed (or even totally suppressed) due to the efficient energy transfer of hot carries to impurity luminescence centres (such transfer processes we revealed in our previous studies). In collaboration with theorists, the energetic and other criteria of the radiation resistance of dielectrics will be generalized. The novel prospects of increasing the radiation resistance of materials against non-impact processes in wide-gap dielectrics with wide and complex valence band will be analysed.