Creation of radiation defects in MgO crystals irradiated with swift heavy ions

ISSN (Print) 2616-6836 ISSN (Online) 2663-1296

Л.Н. Гумилев атындағы Eуразия ұлттық университетiнiң

ХАБАРШЫСЫ BULLETIN

of L.N. Gumilyov Eurasian National University

ВЕСТНИК

Евразийского национального университета имени Л.Н. Гумилева

ФИЗИКА. АСТРОНОМИЯ сериясы

PHYSICS. ASTRONOMY Series

Серия ФИЗИКА. АСТРОНОМИЯ

№3(128)/2019

1995 жылдан бастап шығады Founded in 1995

Издается с 1995 года

Жылына 4 рет шығады Published 4 times a year Выходит 4 раза в год

Нұр-Сұлтан, 2019

Nur-Sultan, 2019

Нур-Султан, 2019

Бас редакторы:

ф.-м.ғ.д., профессор А.Т. Ақылбеков (Қазақстан)

Бас редактордың орынбасары Гиниятова Ш.Г., ф.-м.ғ.к., доцент (Қазақстан)

Редакция алқасы

Арынгазин А.Қ. ф.-м.ғ. докторы(Қазақстан) Алдонгаров А.А. PhD (Қазақстан)

Балапанов М.Х. ф.-м.ғ.д., проф. (Ресей) Бахтизин Р.З. ф.-м.ғ.д., проф. (Ресей) Даулетбекова А.Қ. ф.-м.ғ.к. (Қазақстан) Ержанов Қ.К. ф.-м.ғ.к., PhD (Қазақстан) Жұмадiлов Қ.Ш. PhD (Қазақстан)

Здоровец М. ф.-м.ғ.к.(Қазақстан)

Қадыржанов Қ.К. ф.-м.ғ.д., проф. (Қазақстан) Кайнарбай А.Ж. ф.-м.ғ.к. (Қазақстан)

Кутербеков Қ.А. ф.-м.ғ.д., проф. (Қазақстан) Лущик А.Ч. ф.-м.ғ.д., проф.(Эстония) Морзабаев А.К. ф.-м.ғ.к. (Қазақстан) Мырзақұлов Р.Қ. ф.-м.ғ.д., проф.(Қазақстан) Нұрахметов Т.Н. ф.-м.ғ.д., проф. (Қазақстан) Сауытбеков С.С. ф.-м.ғ.д., проф. (Қазақстан) Салиходжа Ж.М ф.-м.ғ.к. (Қазақстан)

Тлеукенов С.К. ф.-м.ғ.д., проф. (Қазақстан) Усеинов А.Б. PhD (Қазақстан)

Хоши М. PhD, проф.(Жапония)

Редакцияның мекенжайы: 010008, Қазақстан, Нұр-Сұлтан қ., Сәтбаев к-сi, 2, 349 б., Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетi.

Тел.: +7(7172) 709-500 (iшкi 31-428) E-mail: vest_phys@enu.kz

Жауапты хатшы, компьютерде беттеген: А. Нұрболат

Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетiнiң Хабаршысы.

ФИЗИКА. АСТРОНОМИЯ сериясы

Меншiктенушi: ҚР БжҒМ "Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетi" ШЖҚ РМК Мерзiмдiлiгi: жылына 4 рет.

Қазақстан Республикасыңың Ақпарат және коммуникациялар министрлiгiнде 27.03.2018ж.

№16999-ж тiркеу куәлiгiмен тiркелген.

Тиражы: 25 дана

Типографияның мекенжайы: 010008, Қазақстан, Нұр-Сұлтан қ., Қажымұқан к-сi, 12/1, 349 б., Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетi. Тел.: +7(7172)709-500 (iшкi 31-428)

c

Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетi

Editor-in-Chief

Doctor of Phys.-Math. Sciences,Professor А.Т. Akilbekov (Kazakhstan)

Deputy Editor-in-Chief Giniyatova Sh.G., Candidate of Phys.-Math. Sciences, Assoc. Prof. (Kazakhstan)

Editorial Board

Aryngazin A.К. Doctor of Phys.-Math. Sciences(Kazakhstan) Aldongarov А.А. PhD (Kazakhstan)

Balapanov М.Kh. Doctor of Phys.-Math. Sciences, Prof. (Russia) Bakhtizin R.Z. Doctor of Phys.-Math. Sciences, Prof. (Russia)

Dauletbekova А.К. Candidate of Phys.-Math. Sciences, PhD (Kazakhstan) Hoshi M. PhD, Prof. (Japan)

Kadyrzhanov К.К. Doctor of Phys.-Math. Sciences, Prof. (Kazakhstan) Кainarbay А.Zh. Candidate of Phys.-Math. Sciences (Kazakhstan) Kuterbekov К.А. Doctor of Phys.-Math. Sciences, Prof. (Kazakhstan) Lushchik А. Doctor of Phys.-Math. Sciences, Prof. (Estonia) Morzabayev А.К. Candidate of Phys.-Math. Sciences (Kazakhstan) Myrzakulov R.К. Doctor of Phys.-Math. Sciences, Prof. (Kazakhstan) Nurakhmetov Т.N. Doctor of Phys.-Math. Sciences, Prof. (Kazakhstan) Sautbekov S.S. Doctor of Phys.-Math. Sciences, Prof. (Kazakhstan) Salikhodzha Z. M Candidate of Phys.-Math. Sciences (Kazakhstan) Tleukenov S.К. Doctor of Phys.-Math. Sciences, Prof. (Kazakhstan) Useinov А.B. PhD (Kazakhstan)

Yerzhanov К.К. Candidate of Phys.-Math. Sciences, PhD(Kazakhstan) Zdorovets М. Candidate of Phys.-Math. Sciences (Kazakhstan) Zhumadilov K.Sh. PhD (Kazakhstan)

Editorial address: L.N. Gumilyov Eurasian National University, 2, Satpayev str., of. 349, Nur-Sultan, Kazakhstan 010008

Теl.: +7(7172) 709-500 (ext. 31-428) E-mail: vest_phys@enu.kz

Responsible secretary, computer layout: A.Nurbolat Bulletin of L.N. Gumilyov Eurasian National University.

PHYSICS. ASTRONOMY Series

Owner: Republican State Enterprise in the capacity of economic conduct "L.N. Gumilyov Eurasian National University" Ministry of Education and Science of the Republic of Kazakhstan

Periodicity: 4 times a year

Registered by the Ministry of Information and Communication of the Republic of Kazakhstan.

Registration certificate №16999-ж from 27.03.2018.

Circulation: 25 copies

Address of printing house: L.N. Gumilyov Eurasian National University, 12/1 Kazhimukan str., Nur-Sultan,Kazakhstan 010008;

tel.:+7(7172) 709-500 (ext. 31-428)

c

L.N.Gumilyov Eurasian National University

Главный редактор:

доктор ф.-м.н.

А.Т. Акилбеков, доктор ф.-м.н., профессор (Казахстан)

Зам. главного редактора Ш.Г. Гиниятова к.ф.-м.н., доцент (Казахстан)

Редакционная коллегия Арынгазин А.К. доктор ф.-м.н.(Казахстан) Алдонгаров А.А. PhD (Казахстан)

Балапанов М.Х. д.ф.-м.н., проф. (Россия) Бахтизин Р.З. д.ф.-м.н., проф. (Россия) Даулетбекова А.К. д.ф.-м.н., PhD (Казахстан) Ержанов К.К. к.ф.-м.н., PhD (Казахстан) Жумадилов К.Ш. PhD (Казахстан)

Здоровец М. к.ф-м.н.(Казахстан)

Кадыржанов К.К. д.ф.-м.н., проф. (Казахстан) Кайнарбай А.Ж. к.ф.-м.н. (Казахстан)

Кутербеков К.А. доктор ф.-м.н., проф. (Казахстан) Лущик А.Ч. д.ф.-м.н., проф. (Эстония)

Морзабаев А.К. д.ф.-м.н. (Казахстан)

Мырзакулов Р.К. д.ф.-м.н., проф. (Казахстан) Нурахметов Т.Н. д.ф.-м.н., проф. (Казахстан) Сауытбеков С.С. д.ф.-м.н., проф. (Казахстан) Салиходжа Ж.М к.ф.-м.н. (Казахстан)

Тлеукенов С.К. д.ф.-м.н., проф. (Казахстан) Усеинов А.Б. PhD (Казахстан)

Хоши М. PhD, проф. (Япония)

Адрес редакции: 010008, Казахстан, г. Нур-Султан, ул. Сатпаева, 2, каб. 349, Евразийский национальный университет имени Л.Н. Гумилева.

Тел.: (7172) 709-500 (вн. 31-428) E-mail: vest_phys@enu.kz

Ответственный секретарь, компьютерная верстка: А. Нурболат

Вестник Евразийского национального университета имени Л.Н. Гумилева.

Серия ФИЗИКА. АСТРОНОМИЯ

Собственник РГП на ПХВ "Евразийский национальный университет имени Л.Н. Гумилева" МОН РК Периодичность: 4 раза в год

Зарегистрирован Министерством информации и коммуникаций Республики Казахстан.

Регистрационное свидетельство №16999-ж от 27.03.2018г.

Тираж: 25 экземпляров

Адрес типографии: 010008, Казахстан, г. Нур-Султан, ул. Кажимукана, 12/1, Евразийский национальный университет имени Л.Н. Гумилева. тел.: +7(7172)709-500 (вн. 31-428)

c

Евразийский национальный университет имени Л.Н. Гумилева

Л.Н. ГУМИЛЕВ АТЫНДАҒЫ ЕУРАЗИЯ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТIНIҢ ХАБАРШЫСЫ. ФИЗИКА. АСТРОНОМИЯ сериясы

№3(128)/2019

МАЗМҰНЫ

Аймухамбетова А.С., Разина О.В., Цыба П.Ю., Мейрбеков Б.В. Валецки типтi космологиялық моделдiң дәрежелi шешiмi.

8

Ахметова Г.А., Разина О.В., Цыба П.Ю., Меирбеков Б. Фермиондық және тахиондық өрiстерi бар космологиялық моделi

16

Акилбеков А., Скуратов В., Даулетбекова А., Гиниятова Ш., Сейтбаев А. DC-60 циклотронында in-situ иондық люминесценцияны зерттеуге арналған қондырғыны жасау

26

Абуова А.У., Ускенбаев Е., Инербаев Т.М., Абуова Ф.У., Абуова Г.У., Джунисбекова Д.А.

Техникалық мамандықтар оқытудың интерактивтi әдiстерi

35

Баубекова Г.М., Лущик А.Ч., Асылбаев Р.Н., Акылбеков А.Т. Жылдам ауыр иондармен сәулелендiрiлген MgO кристалдарындағы радиациялық ақау түзiлуi

41

Гриценко Л.В., Калкозова Ж.К., Кедрук Е.Ю., Мархабаева А.А., Абдуллин Х.А. ZnO нанобөлшектерiнiң гидротермалды синтезi және олардың фотокаталитикалық қасиеттерi

49

Даулетбекова А., Акылбекова А., Гиниятова Ш., Баймуханов З., Власукова Л., Акилбеков А., Усеинов А., Козловский А., Карипбаев Ж.SiO

/Si тректi матрицаларына электрлi тұндырылған ZnO нанокристалдарының құрылымы, электрлiк қасиеттерi және люминесценциясы

57

Мырзакулов Н.А., Мырзакулова Ш.А. Модификацияланған F (T ) гравитациясы мен Дирак өрiсiндегi космологиялық шешiмдер

67

Жадыранова А.А., Ануарбекова Ы.Е. n = 3 және N = 2 жағдайлары үшiн V

= 0 болғандағы WDVV ассоциативтiлiк теңдеуiнiң иерархиясы

79

Жангозин К.Н., Каргин Д.Б. Тiк қалақшалы жел турбиналарының қуатын арттыру жолдары туралы

86

Жубатканова Ж.А., Мырзакулов Н.А., Мейрбеков Б.К. Бранс-Дикке өрiсi бар гравитацияның модификацияланған теориясының дербес жағдайы үшiн космологиялық шешiмдер

93

Калкозова Ж.К., Тулегенова А.Т., Абдуллин Х.А. Белсендi фотолюминесценциялы цериймен легирленген (Y

Al

O

:Ce

) алюмоиттрийлiк гранаттың жоғары дисперсиялық ұнтағын алу

102

Рысқұлов А.Е., Иванов И.А., Кислицин С.Б., Углов В.В., Здоровец М.В. Ni

ауыр иондармен сәулелендiрудiң BeO керамикада ақаулардың қалыптасуына әсерi

110

Нурахметов Т.Н., Салиходжа Ж.М., Доломатов M.Ю., Жунусбеков А.М., Кайнарбай А.Ж., Дауренбеков Д.Х., Балтабеков А.С., Садыкова Б.М., Жанылысов К.Б., Юсупбекова Б.Н. Аралас сiлтiлi металл сульфаттарының зоналық құрылымы және оптикалық спектрi

117

Ногай А.А., Стефанович С.Ю., Салиходжа Ж.М. , Ногай А.С. Өткiзгiштiгi және диэктектриялық қасиеттерi Na

Sc

(PO

)

128

Карипбаев Ж.Т., Мусаханов Д.А., Лисицын В.М., Голковский М.Г., Лисицына Л.А., Алпысова Г.К., Тулегенова А.Т., Акылбеков А.Т., Даулетбекова A.К., Балабеков К.Н., Козловский А., Усеинов А. Радиация өрiсiндегi ИАГ және ИАГГ люминофорларының құрылымын зерттеу және синтездеу

138

Касенов Д., Абуова А.У., Инербаев Т.М., Абуова Ф.У., Каптагай Г.А. Физика-химиялық процестердi ғылыми тану әдiсi ретiнде модельдеу

147

Еримбетова Д.С., Степаненко В.Ф., Видергольд А.В., Жумадилов К.Ш. Радон концентрациясын зерттеудiң қазiргi жағдайы

153

Фаиз А.С., Абуова Ф.У., Шәкен Н., Абуова А.У., Джунисбекова Д.А., Байман Г.Б. BiCuSeO оксиселенид - жаңа келешегi жоғары термоэлектрлiк материал ретiнде

160

BULLETIN OF L.N. GUMILYOV EURASIAN NATIONAL UNIVERSITY. PHYSICS.

ASTRONOMY SERIES

№3(128)/2019

CONTENTS

Aimukhambetova A.S., Razina O.V., Tsyba P.Yu., Meyirbekov B.V. Power solution of the cosmo- logical model of the Valecki type.

8

Akhmetova G.A., Razina O.V., Tsyba P.Yu., Meirbekov B. Cosmological model with fermion and tachyon fields

16

Аkilbekov А., Skuratov V., Dauletbekova А., Giniyatova Sh., Seitbayev А. Creation of facility for in-situ measurement of high-energy ionoluminescence on cyclotron DC-60

26

Abuova A.U., Uskenbae vЕ., Inerbaev T.M., Abuova F.U., Abuova G.U., Junisbekova D.A. Inter- active methods of teaching physics in technical speciality

35

Baubekova G.M., Lushchik A.Ch., Asylbaev R.N., Akilbekov A.T. Creation of radiation defects in MgO crystals irradiated with swift heavy ions

41

Gritsenko L.V., Kalkozova Zh.K., KedrukY.U., Markhabaeva A.A., Abdullin Kh.A. Hydrothermal synthesis of ZnO nanoparticles and their photocatalytic properties

49

Dauletbekova A.K., Akylbekova A., GiniyatovaS h., Baimukhanov Z., Vlasukova L., Akilbekov A., Usseinov A., Kozlovskii A., Karipbayev Zh. Structure, electrical properties and luminescence of ZnO nanocrystals deposited in SiO

/Si track templates

57

Myrzakulov N.A., Myrzakulova Sh.A. Cosmological solutions of modified F(T ) gravity with Dirac field

67

Zhadyranova A.A., Anuarbekova Y.Ye. Hierarchy of WDVV associativity equations for n = 3 case and N = 2 when V

= 0

79

Zhangozin К.N., Kargin D.B. About ways to increase the power of wind turbines with straight blades

86

Zhubatkanova Zh.A., Myrzakulov N.A., Meirbekov B.K. Cosmological solutions for particular case of modified theory of gravity with a Brans-Dicke field.

93

Kalkozova Zh.K., Tulegenova A.T., Abdullin Kh.A. National Nanotechnology Laboratory of open type, al-Farabi Kazakh National University, Almaty, Kazakhstan

102

Ryskulov A.E., Ivanov I.A., Kislitsin S.B., Uglov V.V., Zdorovets M.V. The effect of Ni

heavy ion irradiation on radiation defect formation in BeO ceramics

110

Nurakhmetov T.N., Salikhodzha Zh.M., Dolomatov M.Y., Zhunusbekov A.M., Kainarbay A.Z., Daurenbekov D.H., Baltabekov A.S., Sadykova B.M., Zhangylyssov K.B., Yussupbekova B.N. Band structure and optical spectra of mixed alkali metal sulfates

117

Nogai A.A., Stefanovich S.Yu., Salikhodja J.M., Nogai A.S. Conducting and dielectric properties of Na

Sc

(PO

)

128

Karipbaev Zh., Musahanov D., Lisitsyn V., Golkovskii M., Lisitsynа L., Alpyssova G., Tulegenova A., Akylbekov A., Dauletbekova A., Balabekov K., Kozlovskii А.,Usseinov A. Synthesis, the study of the structure of YAG and YAGG phosphors in the radiation field

138

Kasenov D., Abuova A.U., Inerbaev T.M., Abuova F.U., Kaptagai G.A. Modeling as a method of scientific knowledge of physical and chemical processes

147

Yerimbetova D., Stepanenko V., Vidergold А., Zhumadilov K. Current state of radon concentration studies

153

Faiz A.S., Abuova F.U., Shaken N., Abuova A.U., Junisbekova D.A., Baiman G.B. BiCuSeO oxyselenides: new promising thermoelectric materials

160

ВЕСТНИК ЕВРАЗИЙСКОГО НАЦИОНАЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА ИМЕНИ Л.Н.ГУМИЛЕВА. Серия ФИЗИКА. АСТРОНОМИЯ

№3(128)/2019

СОДЕРЖАНИЕ

Аймухамбетова А.С., Разина О.В., Цыба П.Ю., Мейрбеков Б.В. Степенное решение космологической модели типа Валецки

8

Ахметова Г.А., Разина О.В., Цыба П.Ю., Меирбеков Б. Космологическая модель с фермионным и тахионным полями

16

Акилбеков А., Скуратов В., Даулетбекова А., Гиниятова Ш., Сейтбаев А. Создание установки для in-situ измерения высокоэнергетической ионолюминесценции на циклоторне DС-60

25

Абуова А.У., Ускенбаев Е., Инербаев Т.М., Абуова Ф.У., Абуова Г.У., Джунисбекова Д.А.

Интерактивные методы обучения физике на технических специальностях

35

Баубекова Г.М., Лущик А.Ч., Асылбаев Р.Н., Акылбеков А.Т. Создание радиационных дефектов в кристаллах MgO, облученных высокоэнергетическими ионами

41

Гриценко Л.В., Калкозова Ж.К., Кедрук Е.Ю., Мархабаева А.А., Абдуллин Х.А.

Гидротермальный синтез наночастиц ZnO и их фотокаталитические свойства

49

Даулетбекова А., Акылбекова А., Гиниятова Ш., Баймуханов З., Власукова Л., Акилбеков А., Усеинов А., Козловский А., Карипбаев Ж. Структура, электрические свойства и люминесценция нанокристаллов ZnO, электроосажденных в трековые матрицы SiO

/

57

Мырзакулов Н.А., Мырзакулова Ш.А. Космологические решения в модифицированной F (T ) гравитации с полем Дирака

67

Жадыранова А .А., Ануарбекова Ы.Е. Иерархия уравнений ассоциативности WDVV для случая n = 3 и N = 2 при V

= 0

79

Жангозин К.Н., Каргин Д.Б. О способах увеличения мощности ветровых турбин с прямыми лопастями

86

Жубатканова Ж.А., Мырзакулов Н.А., Мейрбеков Б.К. Космологические решения для частного случая модифицированной теории гравитации с полем Бранс-Дикке

93

Калкозова Ж .К., Тулегенова А.Т., Абдуллин Х.А. Получение высокодисперсного порошка алюмоиттриевого граната, легированного церием (Y

Al

O

:Ce

) с интенсивной фотолюминесценцией

102

Рыскулов А.Е., Иванов И.А., Кислицин С.Б., Углов В.В., Здоровец М.В. Влияние облучения тяжелыми ионами Ni

на радиационное дефектообразование в керамиках BeO

110

Нурахметов Т.Н., Салиходжа Ж.М., Доломатов M.Ю., Жунусбеков А.М., Кайнарбай А.Ж., Дауренбеков Д.Х., Балтабеков А.С., Садыкова Б.М., Жанылысов К.Б., Юсупбекова Б.Н. Зонная структура и оптические спектры смешанных сульфатов щелочных металлов

117

Ногай А.А., Стефанович С.Ю., Салиходжа Ж.М., НогайА.С. Проводящие и диэлектрические свойства Na

Sc

(PO

)

128

Карипбаев Ж.Т., Мусаханов Д.А., Лисицын В.М., Голковский М.Г., Лисицына Л.А., Алпысова Г.К., Тулегенова А.Т., Акылбеков А.Т., Даулетбекова A.К., Балабеков К.Н., Козловский А., Усеинов А. Синтез, исследование структуры ИАГ и ИАГГ люминофоров в поле радиации

138

Касенов Д., Абуова А.У., Инербаев Т.М., Абуова Ф.У., Каптагай Г.А. Моделирование как метод научного познания физико-химических процессов

147

Еримбетова Д.С., Степаненко В.Ф., Видергольд А.В., Жумадилов К.Ш. Современное состояние исследований концентрации радона

153

Фаиз А.С., Абуова Ф.У., Шәкен Н., Абуова А.У., Джунисбекова Д.А., Байман Г.Б. BiCuSeO оксиселенид как новый перспективный термоэлектрический материал

160

МРНТИ 29.19.11

Г.М. Баубекова

, А.Ч. Лущик

, Р.Н. Асылбаев

, А.Т. Акылбеков

1

Евразийский национальный университет имени Л.Н. Гумилева, Нур-Султан, Казахстан

2

Институт физики Тартускoго университета, Тарту, Эстония

3

Павлодарский государственный педагогический университет, Павлодар, Казахстан (E-mail: guldar_87@mail.ru)

Создание радиационных дефектов в кристаллах MgO, облученных высокоэнергетическими ионами

Аннотация.: Процессы создания анионных дефектов Френкеля были исследованы в кристаллах MgO, облученных быстрыми ионами

Xe с энергией 0.23 ГэВ при комнатной температуре. Спектры оптического поглощения, измеренные при комнатной температуре в области 1.5-6.5 эВ с использованием двухлучевого спектрофотометра JASCO V-660, содержат несколько полос, приписываемых F

и F-центрам (кислородная вакансия с одним или двумя захваченными электронами соответственно) и простейшим агрегатным F

-центрам, а также полосу при 2.16 эВ. Полосы, связанные с примесями железа (около 3 ppm) располагаются около 4.26 и 5.74 эВ. Также были исследованы спектры поглощения кристалла MgO, облученного X-лучами. Спектры катодолюминесценции (КЛ), измеренные при возбуждении электронами с энергией 10 кэВ при 5 К, содержат полосы излучения центров F

и F, максимумы которых расположены при 3.15 и 2.4 эВ соответственно.

Ключевые слова: MgO, широкозонные оксиды металлов, быстрые тяжелые ионы, дефектообразование, катодолюминесценция, радиационные дефекты.

DOI: https://doi.org/10.32523/2616-68-36-2019-128-3-41-48 Введение. В настоящее время бинарные и более сложные широкозонные оксиды активно используются для различных технических применений. Данные материалы работают в высокой температурной области, могут быть легированы многими примесными ионами и доступны в виде монокристаллов, керамик, тонких пленок, нитевидных кристаллов и т.д. Широкозонные оксиды металлов применяются в качестве активных лазерных сред, люминофоров, материалов для плазменных дисплеев, оптических окон и волокон, сцинтилляторов, дозиметрических материалов, конструкционных и диагностических материалов для ядерной и термоядерной энергетики (см., например, [1,2]).

Во многих щелочно-галоидных кристаллах энергия создания анионных интерстициал- вакансионных пар дефектов Френкеля (ДФ) меньше ширины запрещенной зоны, E

<

E

. В этом случае энергия, выделяемая при рекомбинации полностью релаксированных электрона проводимости и валентной дырки (автолокализованной дырки) или распаде автолокализованного анионного экситона, уже достаточна для создания дефектов Френкеля [3]. В то же время монокристаллы MgO обладают высокой радиационной стойкостью к рентгеновским и γ -лучам. Согласно теоретическим расчетам E

= 15.2 эВ > E

= 7.83 эВ для анионной подрешетки MgO [4] и рекомбинация холодных (релаксированных) электронов и валентных дырок не вызывает создания дефектов Френкеля в регулярной решетке. В MgO анионные экситоны (энергия образования 7.7 эВ) не испытывают автолокализации, а их распад в объеме кристалла также не приводит к созданию ДФ (см., например, [1,3]).

Оксид магния - это бесцветный диэлектрический ионный кристалл, имеющий гранецентрированную кубическую структуру и относящийся к пространственной группе симметрии F m3m(O

) . Кристалл состоит из двухзарядных ионов Mg

(ионный радиус r

= 0.74 ˚ A) и двухзарядных ионов O

(r

= 1.36 ˚ A). И катионы, и анионы расположены

по закону кубической плотнейшей упаковки, ионы магния расположены в октаэдрических

пустотах кислородной подрешетки. Тэтраэдрические пустоты, где могли бы локализоваться

междоузельные дефекты, имеют небольшой эффективный радиус – около 0.3 ˚ A. Каждый

катион окружен 6 анионами и наоборот, т.е. координационное число равно 6, а постоянная

решетки а = 4.24 ˚ A[5,6].

Л.Н. Гумилев атындағы ЕҰУ Хабаршысы - Bulletin of L.N. Gumilyov ENU, 2019, 3(128)

К настоящему времени выполнено несколько исследований по изучению процессов создания и отжига структурных дефектов в кристаллах MgO, подвергнутых ионному облучению. При облучении нейтронами, электронами, протонами или высокоэнергетическими ионами, как и в случае аддитивного окрашивания, в кристаллах MgO создаются кислородные (анионные) вакансии. В работах [1,7-10,11] показано, что доминирующая комплексная полоса поглощения с максимумом около 5.0 эВ представляет собой наложение полос поглощения F

-центров (максимум при 4.96 эВ) и F-центров (5.03 эВ) [10]. F

-центр представляет собой кислородную вакансию с одним захваченным электроном, а F-центр – кислородную вакансию с двумя электронами (т.е. нейтральный дефект относительно кристаллической решетки) [11,12].

После облучения кристаллов MgO тяжелыми ионами урана с энергией 2.225 GeV до флюенса 10

ион/см

при 300 К или быстрыми нейтронами деления (10

-10

см

при 330 К) в работе [8] была также зарегистрирована широкая комплексная полоса поглощения, содержащая полосы F

и F центров при 4.96 и 5.05 эВ.

В работе [13] сравниваются спектры катодолюминесценции (КЛ) для кристалла MgO, облученного быстрыми нейтронами или ионами

U (энергия 2,25 ГэВ, флюенс 2x10

ион/см

). Спектры КЛ измерялись при возбуждении 5 кэВ электронами при 9 К. В этих спектрах четко выделяются свечения F

и F-центров (максимумы при 3.15 и 2.4 эВ, соответственно [10,11]), причем соотношение этих свечений различно в кристаллах MgO, предварительно облученных ионами урана или быстрыми нейтронами. Последний факт является подтверждением необходимости учета и неударных (ионизационных) механизмов создания дефектов в треках тяжелых высокоэнергичных ионов [8,13].

В работе [14] с использованием сканирующего электронного микроскопа изучена КЛ номинально чистых монокристаллов MgO после различных обработок: термохимическое восстановление (аддитивное окрашивание), нейтронное облучение или резкое охлаждение от высоких температур (закалка). В термохимически восстановленных образцах наблюдаются полосы свечения с максимумами около 410 ( 3.02 эВ) и 520 нм ( 2.3 эВ). В нейтронно- облученных образцах доминирует полоса излучения с максимумом при 390 нм ( 3.18 эВ).

Спектры закаленных кристаллов показывают две полосы около 420 ( 2.95 эВ) и 490 нм (2.53 эВ). Результаты анализируются на основе излучения центров F-типа, и сделан вывод, что облученные кристаллы содержат в основном F

-центры.

Радиационные повреждения в оксиде магния изучались в течение многих лет. Вместе с тем прояснение/уточнение многих деталей радиационных процессов в MgO должно быть продолжено. Целью настоящего исследования является изучение и анализ новых экспериментальных данных о создании структурных дефектов в кристаллах MgO при их облучении тяжелыми высокоэнергетичными ионами

Xe в широком диапазоне флюенсов.

Образцы и экспериментальные методы. В работе были исследованы монокристаллы кристаллы MgO. Чистые и легированные кристаллы служат в лаборатории физики ионных кристаллов Института физики Тартуского университета объектами многолетних экспериментальных исследований, в которых с применением ЭПР и высокочувствительных методик ВУФ спектроскопии изучаются процессы миграции, автолокализации, размножения, а также излучательного и безызлучательного распада собственных электронных возбуждений широкощелевых кристаллов. Для выращивания монокристаллов MgO в Тарту использовали усовершенствованный бестигельный метод роста из расплава, причем стенки емкости имели тот же состав, что и выращиваемое вещество и играли роль затравочного кристалла (см. более подробное описание в [15]). В основу метода положенa методика роста по принципу Штебера [16], усовершенствованная в [17]. Для получения высоких температур была использована двухэлектродная дуговая печь (сила тока 250- 300 А). Электроды (20x20x200 мм

) сделаны из графита марки МПГ-4, применялись также пакеты из 7 графитовых стержней (для спектрального анализа) диаметром 6 мм марки 7-3 или 7-4. Пакеты из графитовых стержней дали особенно хорошие результаты, обеспечивая более равномерное распределение температуры в зоне горения дуги. Кроме основных электродов использован добавочный графитовый стержень (электрод), который улучшает работу дуги при включении и в начальной стадии работы. Через 10-15 минут

42

Г.М.Баубекова., А.Ч.Лущик., Р.Н.Асылбаев., А.Т.Акылбеков

добавочный электрод удаляли из системы. Образующийся при этом канал служил хорошим отводом для легколетучих, мешающих росту кристаллов, примесей. При использовании пакета графитовых электродов, добавочный электрод не применялся: между отдельными стержнями в пакете оставались каналы, через которые летучие примеси могли легко выходить. Рост монокристаллов происходит в водоохлаждаемом реакторе из нержавеющей стали, вмещающем около 10 кг MgO. Уменьшения количества мешающих катионных примесей в кристаллах удалось достичь, используя в качестве исходного материал, предварительно однократно или двухкратно перекристаллизованный из расплава. При выращивании максимально чистых MgO (стартовое сырье имело степень чистоты 99.99 %) особое внимание пришлось уделить удалению из кристаллов ионов гидроксила ОН

. Кристаллы MgO были облучены на экспериментальном канале циклотрона DC-60 (Астана, Казахстан), предназначенном для проведения работ в области физики твердого тела.

Диапазон ускоряемых ионов от

Li до

Xe , энергии варьируются от 0.35 до 1.75 МэВ/нуклон, а диапазон ускоряемых ионов по отношению массы к заряду – 4.3-10 [18]. Были использованы следующие параметры облучения: ион

Xe с энергией 1.75 МэВ/нуклон (что соответствует полной энергии иона 231 МэВ), зарядом 22+ и плотностью тока облучения 10 нА/см

в диапазоне флюенсов 5x10

– 1x10

ион/см

.

Спектры оптического поглощения измерялись в области 1.5-6.5 эВ с использованием двухлучевого спектрофотометра JASCO V-660. В эксперименте по измерению спектров катодолюминесценции использовалась уникальная установка с двойным вакуумным монохроматором (диапазон энергии фотонов регистрируемой люминесценции 1.5-11 эВ).

Облучение Х-лучами проводилось на рентгеновской установке с использованием трубки БСВ- 2 (W анод) при напряжении 40 кВ и токе 10 мА.

Результаты и обсуждение. В использованных монокристаллах MgO концентрации железа (Fe

) составляет около 3 ppm, а OH

около 0.1 ppm. На рисунке 1 представлены спектры оптического поглощения кристалла MgO до облучения, (кривая 1) и облученного Х- лучами при комнатной температуре (кривая 2). Спектр поглощения необлученного кристалла содержит типичные полосы с максимумами при 5.74 и 4.26 эВ, связанные с примесными ионами Fe

, а также полосу при 6.4 эВ, связанную с ионами гидроксида OH

. Спектр оптического поглощения кристалла, облученного рентгеновскими лучами, содержит и дополнительную широкую полосу с максимумом при 2.3 эВ.

Figure 1 – Спектры оптического поглощения кристаллов MgO, измеренные при 295 К до (кривая 1) и после облучения Х-лучами в течение 90 минут (2)

На рисунке 2 приведены спектры оптического поглощения кристаллов, облученных ионами

132

Xe . В кристаллах MgO, ионно-облученных до разных флюенсов, в спектре поглощения появляются полосы с максимумами при 4.92, 5.03, 3.51 и 2.16 эВ. В работах разных авторов [1,7-9,11] указано, что полосы при 4.92 и 5.03 эВ связаны с F

- и F-центрами соответственно,

43

Л.Н. Гумилев атындағы ЕҰУ Хабаршысы - Bulletin of L.N. Gumilyov ENU, 2019, 3(128)

полоса при 3.51 эВ связана с агрегатными F

-центрами (два рядом расположенных F- центра), а полоса при 2.16 эВ предположительно соответствует агрегатам вакансий [7-9,11,19].

На рисунке 2 четко видно, что с увеличением флюенса ионов

Xe растет и интенсивность наведенного облучением оптического поглощения (кривые 1-4).

При сравнении спектров поглощения образцов, облученных ионами ксенона и рентгеновскими лучами, можно заметить, что в Х-облученном кристалла F и F

-центры не создаются. Таким образом, можно заключить, что только облучение ионами

Xe создает новые структурные дефекты, в то время как рентгеновское облучение способно только преобразовывать/перезаряжать уже имеющиеся дорадиационные/примесные дефекты.

Figure 2 – Спектры оптического поглощения при 295 K, измеренные для кристаллов MgO, предварительно облученных ионами ¹³²Xe до разных флюенсов (5x10¹¹ ион/см² – кривые 1, 1’, 1x10¹² ион/см² – кривые 2, 2’, 1x10¹³ ион/см² – кривые 3, 3’ и 1x10¹⁴ ион/см¹² – кривые 4, 4’)

Для монокристалла MgO высокой чистоты (стартовое сырье имело степень чистоты 99.99%) были измерены также спектры КЛ (энергия электронов 10 кэВ, ток – 100 нА). На рисунке 3 представлены спектры КЛ необлученного MgO, измеренные при 5 К. В спектре видна узкая интенсивная полоса люминесценции около 7.62 эВ и широкие интенсивные полосы свечения с максимумами при 5.3 и 2.75 эВ. Свечение при 7.62 эВ связано со свободными высокоподвижными экситонами (точнее, связанными экситонами большого радиуса, см., например, [1,20]).

Figure 3– Спектр катодолюминесценции необлученного образца MgO при 5 К

Отметим, что в спектре КЛ пластически деформированного MgO ранее было зафиксировано резкое усиление полос свечения с максимумами около 5.3 и 2.75 эВ [20,21]. Анализ спектров возбуждения этих свечений синхротронной радиацией позволил связать оба

44

Г.М.Баубекова., А.Ч.Лущик., Р.Н.Асылбаев., А.Т.Акылбеков

этих свечения с возбуждением ионов кислорода около ассоциаций одиночных катионных и анионных вакансий (бивакансий), причем тип экситоноподобного свечения зависел от последовательности локализации электрона и дырки около бивакансии [20,21]. Так, если первым на бивакансии локализовался электрон, то при последующем подходе к такому центру дырки возникало рекомбинационное свечение 2.9 эВ.

На рисунке 4 представлены спектры КЛ необлученного образца MgO, измеренные при 5 К (кривая 1) и 300 К (кривая 2). Можно видеть, что при комнатной температуре интенсивность полосы люминесценции с максимумом при 5.3 эВ ниже, чем при 5 K, а для полосы около 2.9 эВ наблюдаем обратный эффект.

Figure 4– Спектры катодолюминесценции необлученного образца MgO: кривая 1 – при 5 К, 2 – при 300 К

На рисунке 5 приведены спектр КЛ Xe-облученного MgO, возбуждаемого электронами с энергией 10 кэВ при 5 К, а также результаты аппроксимации данного спектра гауссовыми функциями. Спектры содержат полосы излучения F

- и F-центров, максимумы которых (после разложения) составляют 3.15 и 2.4 эВ, соответственно.

Figure 5– Аппроксимация спектра катодолюминесценции облученного ионами¹³²Xe кристалла MgO, измеренного при возбуждении электронами с энергией 10 кэВ при температуре 5 К (◦◦ – экспериментальный спектр, тонкие сплошные линии – компоненты разложения, жирная сплошная линия – суммарная кривая аппроксимации)

Как видно из рисунка 5, интенсивность свечения F

-центров (3.15 эВ) значительно выше, чем свечение F-центров (2.4 эВ). Отметим, что катодолюминесценция может возникать как результат вторичных реакций взаимодействия электронно-дырочных пар, эффективно возникающих в процессе возбуждения люминесценции электронным пучком, с созданными ионным облучением F

- и F-центрами (см., например, [8,13,22]). При таком подходе доминирование свечения F

-центров трактовалось как создание внутри

Xe ионных треков высокой концентрации анионных вакансий, которые служат эффективными радиационными ловушками для электронов. В то же время следует отметить, что в спектре

45

Л.Н. Гумилев атындағы ЕҰУ Хабаршысы - Bulletin of L.N. Gumilyov ENU, 2019, 3(128)

наведенного ионами

Xe оптического поглощения тоже доминирует полоса, связанная с F

-центрами, хотя и не так явно как в спектре КЛ (см. рисунок 5).

Облучение MgO быстрыми нейтронами или ионами

Xe безусловно приводит с радиационному созданию анионных вакансий, зарядовое состояние которых различается, что проявляется в спектрах КЛ и оптического поглощения (доминирование F

- и F-центров).

Этот эффект требует дальнейшего изучения. Отметим также, что число бивакансий (и, соответственно, свечения 2.9 и 5.3 эВ) должно возрастать в результате ионного облучения.

Вместе с тем последнее должно реабсорбироваться создаваемыми облучением F

- и F- центрами.

Заключение. После облучения X-лучами в спектре оптического поглощения MgO наводится только широкая полоса с максимумом при 2.3 эВ и связанная с преобразованием уже имеющихся дефектов/примесей, а F

- и F-центры не образуются. С другой стороны, после облучения высокоэнергетическими ионами

Xe в кристалле эффективно создаются структурные дефекты F-типа. В спектре индуцированного радиацией оптического поглощения наблюдаются доминирующая полоса при 4.96 эВ, являющаяся наложением полос поглощения F

(4.92 эВ) и F-центров (5.03 эВ), слабая полоса поглощения при 3.51 эВ, соответствующая агрегатным F

-центрам, а также комплексная полоса с максимумом около 2.1 эВ и окончательно не установленной природой. Спектры катодолюминесценции содержат полосы свечения F

и F-центров, максимумы которых расположены при 3.15 и 2.4 эВ, соответственно. Дальнейшее исследование будут направлено на более глубокое исследование и анализ как кинетики накопления центров окраски в процессе ионного облучения, так и на изучение процессов термического отжига радиационных дефектов в кристаллах MgO.

Благодарность: работа выполнена в рамках грантового проекта № AP05134257 «In-situ исследования структуры и механических напряжений в процессе облучения быстрыми тяжелыми ионами методами высокоэнергетической ионолюминесценции»

Список литературы

1 Lushchik Ch., Lushchik A.,

T., Kirm M., Dolgov S. Relaxation, self-trapping and decay of electronic excitations in wide-gap oxides. // Russ. Phys. J. (USA). – 2000. – Vol. 43, №3. – p. 171–180.

2 Zimmerer G. Luminescence spectroscopy with synchrotron radiation: history, highlights, future. // J. Lumin. – 2006. – Vol. 119, № 120. – p. 1–7.

3 Lushchik Ch. B., Lushchik A. Ch. Decay of Electronic Excitations with Defect Formation in Solids. – Moscow:

Nauka, - 1989.

4 Mackrodt W. C., Stewart R. F. Defect properties of ionic solids: 111. The calculation of the point-defect structure of the alkaline-earth oxides and CdO. // J. Phys. C: Solid State Phys. – 1979. – Vol. 12, № 23. – p. 5015-5035.

5

S., Fornasiero L., Heumann E., Mix E., Huber G.,

T., Maaroos A. Investigation of Cr-Doped MgO and Sc

O

as Potential Laser Sources for the Near Infrared Spectral Range. // Laser Phys. – 2000. – Vol. 10, № 2. – p. 411-416.

6 Jeffrey G. S., Junichi N., Hidehiko H., Donald J. S. Theoretical Limiting Potentials in Mg/O

Batteries. //

Chem. Mater. – 2016. – Vol. 28, №5. – p. 1390-1401.

7 Evans B.D., Comas J., Philip R. Coloration induced in MgO by MeV

Ne

Bombardment. // Phys. Rev. – 1972. – Vol. 6, №6. – p. 2453-2462.

8 Lushchik A., Feldbach E., Galajev S.,

T., Liblik Peeter., Lushchik Ch., Maaroos A., Nagirnyi Vitali., Vasil’chenko E. Some aspects of radiation resistance of wide-gap metal oxides. // Radiat. Meas. – 2007. - №42.

– p. 792-797.

9 Кярнер Т.Н., Малышева А.Ф., Долгов С.А., Тажигулов Б.Т. Люминесценция центров окраски в облученных высокоэнергетическими частицами кристаллах MgO, MgO-Al, MgO-Be. // Труды Института физики АН Эстонской ССР. – 1986. – т. 58. – стр. 203-217.

10 Kappers L.A., Kroes R.L., E.B. Hensley. F

and F centers in magnesium oxide. // Phys. Rev. – 1970. – Vol.1,

№10. – p. 4151.

11 Henderson B. Anion vacancy centers in alkaline earth oxides. // CRC Crit. Rev. Solids State Mater. Sci. – 1980 – Vol. 9 – p. 1-60.

12 Ueda A., Mu R., Tung Y-S., Wu M.H., Zavalin A., Wang P.W., Henderson D.O. Optically measured diffusion constants of oxygen vacancies in MgO. // J. Phys.: Condens. Matter – 2001. - №13. – p. 5535-5544.

46

Г.М.Баубекова., А.Ч.Лущик., Р.Н.Асылбаев., А.Т.Акылбеков

13 Lushchik A., Lushchik Ch., Schwartz K., Vasil’chenko E.,

T., Kudryavtseva I., Isakhanyan V., Shugai A. Stabilization and annealing of interstitials formed by radiation in binary metal oxides and fluorides. // Nucl.

Instrum. Meth. B – 2008. – 266. – p. 2868–2871.

14 Ballestero C., Piquera J., Llopis J., Gonzalez R. Cathodoluminescence from MgO Single Crystals Containing a High Concentration of Anion Vacancies. // Phys. Status Solidi A – 1984. – Vol. 48. – p. 645-649.

15 Маароoс. А.А. Монокристаллы MgO и MgO-Al повышенной чистоты.// Труды Института физики АН Эстонской ССР. – 1982. – т. 53. – стр. 49-56.

16

F. Zeitschrift fur Kristallographie. // Crystalline Materials. – 1924. – Vol.61, issue 1-6. – p. 299-314.

17 Abraham M.M., Butler C.T., Chen Y. Growth of high-purity and doped alkaline earth oxides: I. MgO and CaO.

// J. Chem. Phys. – 1971. – Vol.55, №8. – p. 3752-3756.

18 Zdorovets M., Ivanov I., Koloberdin M., Kozin S., Alexandrenko V., Sambaev E., Kurakhmedov A., Ryskulov A. Accelerator complex based on DC-60 cyclotron. // Proceedings of RuPAC. – 2014. – p. 287-289.

19 Chen Y., Williams R.T., Sibley W.A. Defect cluster centers in MgO. // Phys. Rev. – 1969. – Vol.182, №3. – p.

960-964.

20 Lushchik A., Lushchik Ch.,

T., Nagirnyi V., Shablonin E., Vasil’chenko E. Impact and nonimpact creation mechanisms of radiation defects in ionic crystals. // Russ. Phys. J. – 2009. – Vol.52, №8/2. – p. 95-100.

21 Lushchik А., Lushchik Ch., Schwartz K., Savikhin F., Shablonin E., Shugai A., Vasil’chenko E. Creation and clustering of Frenkel defects at high density of electronic excitations in wide-gap materials. // Nucl. Instrum.

Meth. B – 2012. – Vol.277. – p. 40-44.

22 Lushchik A.,

T., Lushchik Ch., Vasil’chenko E., Dolgov S., Issahhanyan V., Liblik P. Dependence of long-lived defect creation on excitation density in MgO single crystals. // Phys. Status Solidi C – 2007 – Vol.4.

– р. 1084-1087.

Г.М. Баубекова¹, А.Ч. Лущик², Р.Н. Асылбаев³, А.Т. Акылбеков¹

1Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетi, Нұр-Сұлтан, Қазақстан

2Тарту Университетi физика институты, Тарту, Эстония

3Павлодар мемлекеттiк педагогикалық университетi, Павлодар, Қазақстан

Жылдам ауыр иондармен сәулелендiрiлген MgO кристалдарындағы радиациялық ақау түзiлуi Аңдатпа Френкел ақауларының түзiлу үрдiсi энергиясы 0.23 ГэВ ¹³²Xe ионымен бөлме температурасында сәулелендiрiлген MgO кристалдарында зерттелдi. Бөлме температурасында 1.5-6.5 эВ аймағында екiсәулелi JASCO-V- 660 спектрофотометрi арқылы өлшенген оптикалық жұтылу спектрлерi бiрнеше жолақтардан тұрады, анықталған F - және F⁺-центрлер (сәйкесiнше бiр жаңе екi электронды қармалған оттектi вакансия, ) және қарапайым агрегатты F2-центр, және де 2.16 эВ жолақ. Темiр қоспасымен (3 ppm жуық) байланысты жолақ 4.26 және 5.74 эВ аймағында орналасады. Сонымен қатар Х-сәулесiмен сәулелендiрiлген MgO кристалдарының жұтылу спектрлерi зерттелдi.

Энергиясы 10 кэВ электрондармен бөлме температурасында қоздырудағы катодолюминесценция (КЛ) спектрлерi максимумдары сәйкесiнше 3.15 және 2.4 эВ болатын F⁺ және F –центрлерi шағылу жолақтарынан тұрады.

Түйiн сөздер: MgO, кеңзоналы оксид металдары, жылдам ауыр иондар, ақау түзiлу, катодолюминесценция, радиациялық ақаулар.

G.M. Baubekova¹, A.Ch. Lushchik², R.N. Asylbaev³, A.T. Akilbekov¹

11L.N. Gumilyov Eurasian National University, Nur-Sultan, Kazakhstan

2Institute of Physics, University of Tartu, Estonia

3Pavlodar state pedagogical university, Pavlodar, Kazakhstan

Creation of radiation defects in MgO crystals irradiated with swift heavy ions

Abstract: The processes of the creation of anion Frenkel defects have been investigated in MgO crystals irradiated by fast

132Xe ions with an energy of 0.23 GeV at room temperature. The spectra of optical absorption measured at room temperature in the region of 1.5–6.5 eV using a dual-beam spectrophotometer JASCO V-660 contain several bands ascribed to F and F⁺ centers (two/one electron trapped by an oxygen vacancy), the simplest aggregate F2 centers, as well as the band at 2.16 eV. The iron-related bands (up to 3 ppm of Fe) are peaked at 4.26 and 5.74 eV. The absorption spectra of an MgO crystal irradiated with X-rays were also investigated. The cathodoluminescence (CL) spectra, measured at 10-keV electron excitation at 5 K, contain emissions of F⁺ and F centers peaked at 3.15 and 2.4 eV, respectively.

Keywords: MgO, wide-gap metal oxides, swift heavy ions, defect formation, cathodoluminescence, radiation defects.

References

1 Lushchik Ch., Lushchik A.,

T., Kirm M., Dolgov S. Relaxation, self-trapping and decay of electronic excitations in wide-gap oxides, Russ. Phys. J. (USA), 43(3), 171–180(2000).

2 Zimmerer G. Luminescence spectroscopy with synchrotron radiation: history, highlights, future, J. Lumin., 119(120), 1–7(2006).

3 Lushchik Ch. B., Lushchik A. Ch. Decay of Electronic Excitations with Defect Formation in Solids (Science, Moscow, 1989, 34p.)

47

Л.Н. Гумилев атындағы ЕҰУ Хабаршысы - Bulletin of L.N. Gumilyov ENU, 2019, 3(128)

4 Mackrodt W. C., Stewart R. F. Defect properties of ionic solids: 111. The calculation of the point-defect structure of the alkaline-earth oxides and CdO, J. Phys. C: Solid State Phys., 12(23), 5015-5035(1979).

5

S., Fornasiero L., Heumann E., Mix E., Huber G.,

T., Maaroos A., Investigation of Cr-Doped MgO and Sc

O

as Potential Laser Sources for the Near Infrared Spectral Range, Lazer Phys., 10(2), 411- 416(2000).

6 Jeffrey G. S., Junichi N., Hidehiko H., Donald J. S. Theoretical Limiting Potentials in Mg/O

Batteries, Chem.

Mater., 28(5), 1390-1401(2016).

7 Evans B.D., Comas J., Philip R. Coloration induced in MgO by MeV

Ne

Bombardment, Phys. Rev., 6(6), 2453-2462(1972).

8 Lushchik A., Feldbach E., Galajev S.,

T., Liblik Peeter., Lushchik Ch., Maaroos A., Nagirnyi Vitali., Vasil’chenko E. Some aspects of radiation resistance of wide-gap metal oxides, Radiat. Meas., 42, 792-797(2007).

9

T.N., Malysheva A.F., Dolgov S.A., Tajigulov B.T. Lyuminescenciya centrov okraski v obluchennyh vysokoenergeticheskimi chasticami kristallah MgO, MgO-Al, MgO-Be [Luminescence of color centers in MgO, MgO-Al, MgO-Be crystals irradiated with high-energy particles], Trudy Instituta fiziki AN Estonskoi SSR, 58, 203-217(1986). [in Russian].

10 Kappers L.A., Kroes R.L., E.B. Hensley. F

and F centers in magnesium oxide, Phys. Rev., 1(10), 4151- 4152(1970).

11 Henderson B. Anion vacancy centers in alkaline earth oxides, CRC Crit. Rev. Solids State Mater. Sci., 9, 1- 60(1980).

12 Ueda A., Mu R., Tung Y-S., Wu M.H., Zavalin A., Wang P.W., Henderson D.O. Optically measured diffusion constants of oxygen vacancies in MgO, J. Phys.: Condens. Matter, 13, 5535-5544(2001).

13 Lushchik A., Lushchik Ch., Schwartz K., Vasil’chenko E.,

T., Kudryavtseva I., Isakhanyan V., Shugai A. Stabilization and annealing of interstitials formed by radiation in binary metal oxides and fluorides, Nucl.

Instrum. Meth., 266, 2868–2871(2008).

14 Ballestero C., Piquera J., Llopis J., Gonzalez R. Cathodoluminescence from MgO Single Crystals Containing a High Concentration of Anion Vacancies, Phys. Status Solidi A, 48, 645-649(1984).

15 Maaroos A.A. Monokristally MgO i MgO-Al povyshennoi chistoty[High purity MgO and MgO-Al single crystals], Trudy Instituta fiziki AN Estonskoi SSR, 53, 49-56(1982). [in Russian].

16

F. Zeitschrift fur Kristallographie, Crystalline Materials, 61(1-6), 299-314(1924).

17 Abraham M.M., Butler C.T., Chen Y. Growth of high-purity and doped alkaline earth oxides: I. MgO and CaO, J. Chem. Phys., 55(8), 3752-3756(1971).

18 Zdorovets M., Ivanov I., Koloberdin M., Kozin S., Alexandrenko V., Sambaev E., Kurakhmedov A., Ryskulov A. Accelerator complex based on DC-60 cyclotron, Proceedings of RuPAC, 287-289(2014).

19 Chen Y., Williams R.T., Sibley W.A. Defect cluster centers in MgO, Phys. Rev., 182(3), 960-964(1969).

20 Lushchik A., Lushchik Ch.,

T., Nagirnyi V., Shablonin E., Vasil’chenko E. Impact and nonimpact creation mechanisms of radiation defects in ionic crystals, Russ. Phys. J., 52(8/2), 95-100(2009).

21 Lushchik А., Lushchik Ch., Schwartz K., Savikhin F., Shablonin E., Shugai A., Vasil’chenko E. Creation and clustering of Frenkel defects at high density of electronic excitations in wide-gap materials, Nucl. Instrum. Meth.

B, 277, 40-44(2012).

22 Lushchik A.,

T., Lushchik Ch., Vasil’chenko E., Dolgov S., Issahhanyan V., Liblik P. Dependence of long-lived defect creation on excitation density in MgO single crystals, Phys. Status Solidi C, 4, 1084-1087(2007).

Сведения об авторах:

Баубекова Г.М- докторант 2-го курса по специальности "‘6D072300-Техническая физика"’, Евразийский национальный университет имени Л.Н. Гумилева, Физико-технический факультет, ул. Кажымукана, 13, Нур-Султан, Казахстан.

Лущик А.Ч.- доктор физ. наук, АН Латвии, профессор физики твердого тела и заведующий лабораторией физики ионных кристаллов Института физики Тартуского университета, ул. Оствалд, 1, Тарту, Эстония.

Асылбаев Р.Н. - PhD, доцент кафедры математики и физики Павлодарского государственного педагогического университета, ул. Торайгырова, 58, Павлодар, Казахстан.

Акылбеков А.Т. - доктор физ.-мат. наук, профессор, декан физико-технического факультета, Евразийский национальный университет имени Л.Н.Гумилева, физико-технический факультет, ул. Кажымукана, 13, Нур-Султан, Казахстан.

Baubekova G.M.- PhD student of the L.N. Gumilyov Eurasian National University, Nur-Sultan, Kazakhstan.

Lushchik A.Ch.- Dr. Sci. in Physics, member of the Academy of Sciences of Latvia, professor Institute of physics, University of Tartu, Ostwald str. 1, Tartu, Estonia.

Asylbaev R.N.- PhD, assistant professor of Mathematics and Physics department of Pavlodar state pedagogical university, Pavlodar, Kazakhstan.

Akilbekov A.T.- Dr. Sci. in Physics and Mathematics, professor, Dean of the Faculty of Physics and Technology, L.N. Gumilyov Eurasian National University, Nur-Sultan, Kazakhstan.

Поступила в редакцию 12.06.2019

48