Efeito de taxa de dose na modificação de fluoreto de lítio por irradiação com íons pesados

• Autor(a) principal: Souza, Daniel Silva de
• Data de Publicação: 2008
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS
• Texto Completo: http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/3113
• topic: ENGENHARIA DE MATERIAIS; RADIAÇÃO; IONIZAÇÃO; ÍONS; CNPQ::ENGENHARIAS

No presente trabalho, estudou-se a criação de defeitos em cristais iônicos de fluoreto de lítio (LiF) irradiados com íons de ouro (Au) com energias da ordem de 3 a 15 MeV. O objetivo principal foi avaliar a efeito da taxa de dose (ou corrente iônica) na produção de centros de cores nas amostras irradiadas. Amostras de LiF monocristalino clivado no plano [100] foram irradiadas com fluências entre 5x10¹¹ a 2x10 [na décima quarta potência] íons/cm² e correntes entre 1 e 210 nA/cm². Algumas amostras foram expostas a diferentes temperaturas, observando sua influência na geração de defeitos. A partir da criação de vacâncias ou deslocamentos de íons da rede para o interstício, centros de cores são gerados, produzindo mudanças nas características ópticas e elétricas do cristal. Os centros de cores gerados nos cristais de LiF foram analisados através de espectroscopia óptica na faixa entre 190 a 1200 nm (UV IR-VIS). Para baixas fluências, ocorre a predominância do centro - F nos espectros medidos. Com o aumento da fluência foi observado que, centros - Fn e agregados dominam a espectro de absorbâncias. Para íons de 10 MeV, o raio efetivo de formação dos centros - F em torno da trilha do íon foi estimado em torno de 2,2 nm para o centro F. Para o centros F2 e F3 o raio efetivo ficou em torno de 1,2 nm e 0,2 nm respectivamente. Para uma fluência e corrente fixa, canstata-se que numero de defeitos gerados aumenta proporcionalmente com a energia dos íons incidentes devido ao aumento do dE/dx médio e da energia média dos elétrons secundários gerados. Por fim, foi observado para baixas fluências que os danos gerados são praticamente independentes do valor da taxa de dose. Contudo, a taxa de dose é significativa quando a fluência aplicada no material for alta, da ordem de 5x10¹³ íons/cm² ou maior. Observou-se que a concentração dos centros de cores é proporcional a (i) [1/3 na potência]. O efeito da taxa de dose esta relacionado à alteração da dinâmica da formação dos defeitos, quando dois ou mais impactos iônicos se sobrepõem espacialmente e temporalmente. 0 aquecimento transiente da amostra, devido às altas correntes, também influencia na maior eficiência na produção dos centros de cores, mas não da conta completa do efeito da corrente que é observado mesmo as amostras são resfriadas durante a irradiaçao.