Введение к работе
Актуальность тем ы. Современная наука и техни-а предъявляет все более высокие требования к системам записи, бработки и считывания информации, в том числе и оптической. До астояшйго Бремени для записи оптического изображения оскоеккми стаятся фотографические слои на основе галогенидов серебра. Не-
-.-—-_~*~Г~" -~"»~ "^^^"^ТГ^Г*^'*?* '«"""nommranr^ ингпчж'.'гнііоіпйіЛп'їг л
еооратимость процесса обработки и неьогмоккость рзгерсизясй гз,-иси изображения. В настоящее время разработаны многие бессереб-яные способы записи оптической информации, которые частично или эдностью устраняют эти недостатки, но Есе они значительно усту-зют процессу с использованием галогенидов серебра по светочувс-вительнооти. Основной фундаментальной проблемой остается ответвив понимания причин уникальных свойств фотографических ма-эриалов на основе галогенидов сзребра.
До сих пор остаются неясными процессы, происходящие з на-эльнок стадии взаимодействия света с микрокристаллами галогени-зв серебра, являющихся основой фотографических слоев. Поэтому зтается неясным почему галогениды серебра обладает значительно злее высокой светочувствительностью по сравнению с другими эисгаллаш также обладающими смешанной панно-ковалентной зязыо. В то же время считается доказанным, что сеєточуестеп-гльность реальных фотографических слоев определяется поверх-эстными центрами, которые образуются в определенный мемент тех-элогического процесса и впоследствии преобразуются под действи-і фотоэлектронов и фотодырок.
Понимание механизмов фотофивических процессов, происходящих галогенидах серебра под действием света возможно при сравнима ных исследованиях роли примесных центров в начальной стадии «аимодействия света как с кристадломи галогенидов серебра, так с другими кристаллами с иояко-ковалентної* связью. Сравнитель-іе исследования позеоляют выяснигь уникальные особенности гало-!Нидов серебра, найти возможность их замены, внести вклад в ге->ию фотографического процесса.
- і -
Цель работы:
-
Разработка люминесцентной методики исследования поверхностных состояний кристаллов с ионно-ковадентной связью, таки: как AgCl, ZnS и CdS в диапазоне температур 77-300 К.
-
Исследование природы глубоких поверхностнык энергетических состояний кристаллов с ионнс-ковалектной связью, возникакшщ: при адсорбции ионое некоторых металлов.
-
Изучение фотостдаулированных процессов преобразована поверхностных кластеров атомно-молекулярной дисперсности в кристаллах хлорида серебра, сульфидов цинка и кадмия.
-
Разработка способов реверсивной записи оптической информации при люминесценцентном считывании.
Научная новизна работы заключается в том, чт< впервые:
-
Обнаружено появление локальных уровней в запрещенной зоне кристаллов AgCl, ZnS и CdS в диапазоне температур 77-200 К.
-
Обнаружено появление центров рекомбинации е кристалла ZnS и CdS, которые образуются под действием УФ облучения с энергией активации 0.01-0.03 эВ и являются малоатомными металлическими кластерами расположенными на поверхности этих кристаллов Эти кластеры являются неустойчивыми образованиями и распадаютсі при повышении температуры или в результате облучения излучение] с длиной волны большей 600 нм.
-
Показано, что ионы двухвалентных металлов, ееодимкє і процессе синтеза хлорида серебра, влияют на поверхностные свойства данного кристалла. На основании кинетического моделировани; сделан вывод об уменьшении концентрации поверхностных центра бевывлучательной рекомбинации при таком способе синтеза.
-
Разработан люминесцентный фотопроцесс на основе сульфидов цинка и кадмия с применением галогенидов серебра в качеотиі светочувствительной компоненты.
-5. Предложен реверсивный способ записи оптической информации, использующий фотостимулированное образование глубоки электронных ловушек при комнатных температурах в монокристалла ZnS:Си с микрополостями.
Практическая ценность работы определяется тем, что
1. Разработана комплексная люминесцентная методика исоледо
іния природы глубоких центров локализации электронов в хлоридах ребра, сульфидах цинка и кадмия.
-
Получены данные об образовании малоатомных металлических астеров-на поверхности кристаллов ионно-ковалентного типа под йетвием ультрафиолетового облучения, изучена их устойчивость"к шературе и инфракрасному облучению. Это позволило предложить версиЕНые среды для записи оптической информации и люминес-'Ктного их считывания при комнатках температурах.
-
Получены данные о влиянии количества адсорбированных на іверхнооти ионов металла на квантовый выход люминесценции крис-ллов ZnS и CdS. Эти сведения могут быть использованы для поеы-«ііл~ лр:~стпи^ «"^"«ггорт^тии- jiifiMnnuijuwB,-- zizzzzL-jy.—. «_'а?-. и телевидении.
Основные положения, выносимые а защиту:
-
При адсорбции ионы Zn2+, Cdz+, Ag*", Си+создают в вапре-нной воне кристаллов AgCl, ZnS, CdS глубокие уровни о энергией диапазоне 1,0 - 2,0 эВ от дна воны проводимости, глубину кото-х можно контролировать с помощью метола фотостшулированной пышки люминесценции.
-
Введение ионов двухвалентных металлов CuA+, Ni4*, Са2+. г"\ Cdz+ в кристалл AgCl е процессе синтеза приводит к умень-кию числа центров бегыглучагельной рекомбинации связанных с атомами серебра и к уменьшению эффективного сечения захвата их центров.
-
Показано, что под действием УФ излучения на поверхности металлов AgCl, ZnS, CdS, а так?.*.е а тих де кристаллах с адсор-роьанкьми на иг. поверхности ионами 7nZT, Cd2+, Ag+ и Cu+, об-.вутстся малоатомны частицы Меп которые являются центрами безыз-чательной рекомбинации. Эти центры термически неустойчивы и врушаются при температурах больше 250 К для кристаллов AgCl и льше 400 К для ZnS и CdS. Образование этих центров идет с ергиями активации порядка 0,01- 0,05 эВ. Показано, что мэхз-зм образования малоатомных частиц Мел под действием УФ излуче-я универсален для кристаллов ионноковалентного типа.
-
Разработанный люминесцентный фотопроцесс на осноеє суль-дов цинка и кадмия с применением композиционных материалов, лючающих галогенид серебра в качестве светочувствительной ком-
поненты.
5. Реверсивный способ записи оптической информации, использующий фотостимулироЕанное образование глубоких электронных ловушек при комнатных температурах в монокристаллах ZnS:Cu с мик-ропослостями, распределние которых представляет собой записанную информацию.
Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на Всесоюзной конференции "Фотографические процессы на основе галогенидов серебра" (Черноголовка, 1933 г.), на Международном симпозиуме по системам изображения ( Дрезден, 19S9 г.), на международном конгрессе по фотографической науке ( Пекин, 1990 г.), на Пятом Всесоюзном совещании "Радиационные гетерогенные процессы ( Кемерово, 1S90 г.), на Второй конференции по взаимодействию оптического излучения с веществом ( Ленинград, 1990 г. ), на Всесоюзном симпозиуме "Фотохимические и фотофизические процессы в галогенидах серебра" С Черноголовка, 1990 г. ), на Всесоюзной конференции по люминесценции ( Москва, 1991 г. ), на научно-технической конференции "Проблемы развития техники и технологии кинематографа" (С. -Петербург, 1992 г. ), на Международном конгрессе по фотографической науке ( Рочестер, 1994 г. ), на Международной конференции по люминесценции ( Москва, 1994 г. ).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12
работ.
Структура и объем работы. Диссертация
состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы,
включающего наименования. Она содержит 168 страниц, включая 6
таблиц и 60 рисунков.
