ИСТИНА

Внутризонная люминесценция (ВЗЛ) — это быстрая слабая люминесценция, возникающая в диэлектрических кристаллах на этапе термализации электронов в зоне проводимости и дырок в валентной зоне после взаимодействия кристалла с ионизирующим излучением. Данный тип люминесценции обладает низким квантовым выходом, так как конкурирует с процессами испускания фононов, имеющими гораздо большую вероятность (на 3-4 порядка). Действительно, наибольший из экспериментально измеренных квантовых выходов ВЗЛ не превышает 30 фотонов на 1 МэВ поглощённого кристаллом ионизирующего излучения. Однако, ВЗЛ обладает очень малым временем разгорания (порядка фемтосекунд) и затухания (порядка единиц пикосекунд) и, тем самым, может служить основой для быстрой регистрации ионизирующего излучения. Работы [1,2] были посвящены теоретическому описанию ВЗЛ, вызванной радиационными переходами электронов внутри зоны проводимости диэлектрических кристаллов. Авторами был рассчитан спектр и оценён квантовый выход ВЗЛ. Было показано, что модель нескольких параболических ветвей дисперсии энергии электрона в зоне проводимости [2] адекватно описывает форму спектров ВЗЛ в видимой и ближней УФ области [3]. Квантовый выход ВЗЛ CsI был оценен как 30-100 фотонов на 1 МэВ поглощенного ионизирующего излучения. В качестве следующего шага в теоретическом описании ВЗЛ интересно оценить вклад валентной зоны в формирование спектра и квантового выхода ВЗЛ. Данная работа посвящена теоретическому описанию ВЗЛ, вызванной радиационными переходами дырок в валентной зоне диэлектрического кристалла. Для расчётов использовалась модельная валентная зона, состоящая из двух ветвей закона дисперсии типа sin2. В ходе работы были получены выражения, описывающие скорости излучательных и безызлучательных переходов дырок внутри валентной зоны. С помощью метода Монте-Карло были рассчитаны зависимости данных скоростей от энергии дырок в йодиде цезия (CsI). На основании результатов расчётов были получены спектр и квантовый выход дырочной ВЗЛ в CsI. Было показано, что радиационные переходы дырок внутри валентной зоны дают весомый вклад в спектр ВЗЛ в ИК области. Квантовый выход дырочной ВЗЛ в CsI оценивается порядка 10-30 фотонов на 1 МэВ поглощенного ионизирующего излучения.