Disturbed Colour Centres in Oxygen- and Alkali-Doped Alkaline Earth Fluoride Crystals After X-Ray Irradiation at 77 and 295 K

Abstract

The structure of the FA centres in CaF2:O2− (type II and III) is ascertained by dichroism investigation after optical bleaching. In CaF2:O2− (type II) 20% of the FA centres retain the tetragonal symmetry of the [O2−–Fv−] dipoles, whereas the majority changes into a trigonal symmetry, in which O2− ion and F centre are associated via the space diagonal. The FA centres in CaF2:O2− (type III) likewise have a 〈111〉 axis, but a different absorption spectrum. The series of known spectra of MA centres is completed by the spectra of the MA centres in Li- and K-doped CaF2 and SrF2 as well as SrF2:O2− and in connection with this the dependence of the transition energies of MA centres on the foreign ion is discussed. In addition to the MA centres weakly disturbed M centres occur, with which the foreign ion lies at a larger distance from the centre. The relations between both the M centre types are investigated in the process of their thermal formation from FA centres and in dependence on the X-ray dosage. Investigated are also the optical bleaching and photoconductivity of FA and MA centres at low temperatures. Die Struktur der FA-Zentren in CaF2:O2− (Typ II und III) wird mittels Dichroismusuntersuchungen nach optischem Bleichen bestimmt. Im CaF2:O2− (Typ II) behalten 20% der FA-Zentren die tetragonale Symmetrie der [O2−–Fv−]-Dipole, während die Mehrheit die trigonale Symmetrie annimmt, in der das O2−-Ion und das F-Zentrum über die Raumdiagonale verbunden sind. Die FA-Zentren in CaF2:O2− (Typ III) haben ebenfalls eine 〈111〉-Achse, jedoch ein unterschiedliches Absorptionsspektrum. Die Serie der bekannten Spektren der MA-Zentren sowohl in Li- und K-dotiertem CaF2 und SrF2 als auch im SrF2:O2− wird vervollständigt und im Zusammenhang damit die Abhängigkeit der Übergangsenergien der MA-Zentren von dem Fremdion diskutiert. Zusätzlich zu den MA-Zentren treten schwach gestörte M-Zentren auf, bei denen die Fremdionen sich in einer größeren Entfernung vom Zentrum befinden. Die Beziehungen zwischen beiden M-Zentrentypen werden während des Prozesses ihrer thermischen Bildung aus FA-Zentren und in Abhängigkeit von der Röntgendosis untersucht. Optisches Bleichen und Photoleitfähigkeit der FA- und MA-Zentren bei tiefen Temperaturen werden ebenfalls untersucht.