ИСТИНА

Экспериментальные и теоретические исследования взаимодействий синхротронного, лазерного и радиочастотного излучений с веществом

1. Изучены люминесцентные свойства серии твердых растворов LuxY1-xPO4 (x = 0, 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9, 1), легированных 0.5 мол % Ce3+ или Eu3и синтезированных золь-гель методом. На основе анализа кривых термостимулированной люминесценции показано, что по мере увеличения концентрации ионов лютеция в твердом растворе происходит смещение в высокоэнергетическую область электронных состояний, формирующих дно зоны проводимости, тогда как смещения электронных состояний, формирующих потолок валентной зоны не обнаружено. Увеличение ширины запрещенной зоны с ростом концентрации ионов лютеция также подтверждено результатами оригинальных теоретических расчетов структуры энергетических зон. 2. Рассмотрена синхронизация генератора Ван дер Поля с кубической нелинейность на унтер и обертонах частоты внешней силы. Показано, что при синхронизации на втором и третьем обертонах в областях синхронизации существует гистерезис амплитуды и фазы синхронизированных колебаний. В зависимости от величины амплитуды внешней силы зона гистерезиса может находиться как внутри области синхронизации, так на её границе. Найдены области значений расстроек и амплитуды внешней силы, при которых существует гистерезис амплитуды и фазы и показано, как он возникает в зависимости от направления изменения расстройки. 3. Теоретически и экспериментально исследовано воздействие шума накачки на синхронизацию автомодуляционных колебаний в твердотельном кольцевом лазере с периодической модуляцией накачки. Теоретически и экспериментально исследована синхронизация частоты автомодуляционных колебаний излучения кольцевого чип-лазера на YAG : Nd периодическим сигналом, модулирующим мощность накачки в области параметрического резонанса между автомодуляционными и релаксационными колебаниями. Рассмотрено коллинеарное параметрическое рассеяние света при синхронизме типа II в периодической последовательности нелинейных ячеек, образованных из кристаллов BBO. Исследованы возможности сокращения длительности волновых пакетов бифотонов и увеличения их интенсивности при монохроматической накачке 4. Методом пропитки через органические растворы в пленки на основе полипропилена высокой пористости (ППВП) были внедрены молекулы (bath)2SmTb(piv)6∙2EtOH (1) и (phen)2SmTb(piv)6 (2). С помощью спектроскопических исследований поликристаллических порошков 1 и 2 обнаружено наличие ярковыраженной термочувствительной фотолюминесценции (ФЛ). Экспериментально установлено, что в присутствии ионов Tb3+ и координационных лигандов phen и bath за счет «антенного эффекта» под воздействием УФ излучения наблюдается яркая красная ФЛ ионов Sm3+ при 300 К. При понижении температуры до 77 К красное свечение сменяется на интенсивное зеленое, которое принадлежит ионам Tb3+. Таким образом, в молекулярной системе создаются конкурирующие каналы релаксации возбужденных состояний, что открывает перспективы для создания управляемых люминесцентных датчиков. 5. Теоретически обоснован рост световыхода сцинтилляционных кристаллов сложного состава за счет уменьшения длины термализации электронов и дырок и экспериментально обнаружено увеличение выхода сцинтилляций в твердых растворах вольфраматов цинка-магния. На основе детального исследования всех этапов релаксации энергии в сцинтилляторах показано, что световыход и связанное с ним энергетическое разрешение с кристаллах с малой длиной термализации электронов и дырок оказываются выше, чем в традиционных бинарных ионных кристаллах. В свою очередь длина термализации определяется электрон-фононным взаимодействием и снижается в кристаллах со сложным фононным спектром и в твердых растворах. С помощью вакуумной ультрафиолетовой спектроскопии с использованием синхротронного излучения экспериментально показано, что световыход в твердых растворах вольфраматов цинка-магния максимален в области промежуточных концентраций. С использованием численного моделирования продемонстрировано, что увеличение эффективности создания экситонов в твердых растворах связано с уменьшением термализационной длины электронов и дырок. Эти научные результаты используются при разработке новых сцинтилляционных материалов. 6. Сделаны оценки перспектив применения сцинтилляционных материалов для регистрации ионизирующего излучения с высоким временным разрешением (до 10 пикосекунд). Такая скорость регистрации необходима для разработки детектирующих устройств в время-пролетной позитрон-эмиссионной томографии с высоким пространственным разрешением для медицинских применений и для детекторов на разрабатываемых для физики высоких энергий суперколлайдерах следующего поколения с существенно большей светимостью. Предложено использовать для этих целей процессы, связанные с горячими носителями – внутризонную люминесценцию и наведенное поглощение.