Спектрально-люминесцентные свойства кристаллов, радиационная физика твердого тела, ионно-плазменные технологии
Руководитель: д.ф.-м.н., профессор
Кокетайтеги (Кукетаев) Темиргали Абильдинович
Научные направления «Спектрально-люминесцентные свойства кристаллов» и «Радиационная физика твердого тела» развиваются на кафедре физики твердого тела с момента ее основания профессором Темиргали Абильдиновичем Кокетайтеги (Кукетаевым). Указанные научные направления являются традиционными в современной физике твердого тела и материаловедении. Однако исследования, проводимые на кафедре физики твердого тела, отличаются оригинальностью постановки научных задач. Впервые в мировой практике дана научно обоснованная постановка проблемы влияния полиморфизма в кристаллах на их спектрально-люминесцентные свойства и радиационно-стимулированные процессы. Т.А.Кокетайтеги (Кукетаевым) впервые разработаны методы определения положения энергетических уровней примесных центров люминесценции в кристаллах относительно энергетических зон матрицы, которые в мировой научной литературе получили название «абсолютная спектроскопия». Им же впервые определены положения энергетических уровней примесных ионов в четырех кристаллах.
Разработана техника и методика выращивания аммонийно-галоидных монокристаллов, развиты общие принципы роста кристаллов, исходя из результатов экспериментального и теоретического исследования температурных режимов, влияния внешних воздействий (электрического поля высокой напряженности), различных примесей на процесс роста и габитус. Определены температурные и временные режимы синтеза люминофоров. Впервые сформулированы критерии выбора матриц для синтеза эффективных кристаллических люминофоров; экспериментально и теоретически проведено изучение влияния фазовых переходов на основные параметры, характеризующие примесные центры люминесценции. Показано, что при перестройке кристаллической решетки в галоидах аммония в сложных сульфатах происходит скачкообразное изменение всех параметров центров свечения. Установлено, что изменение различных параметров неодинаково. Существенное скачкообразное изменение динамических параметров примесных центров связано с изменением характера электрон-фононного взаимодействия, незначительные изменения статических параметров определяются изменениями кристаллического поля.
Впервые проведены комплексные исследования электронных возбуждений в кристаллах с полиморфизмом. Показано, что в области полиморфного фазового перехода происходят скачкообразные изменения экситон-фононного взаимодействия, которые приводят к изменениям эффективной массы этого элементарного возбуждения. Впервые установлено, что передача энергии экситонами в галоидах аммония происходит тремя основными механизмами: миграция нерелаксированных экситонов, резонансная передача энергии примесным центрам свечения и диффузия релаксированных экситонов. Установлено, что в области фазового перехода наблюдается скачкообразное изменение энергии активации миграции релаксированных экситонов. Определено, что в кристаллах с меньшей температурой Дебая эффективность передачи энергии электронного возбуждения больше.
Т.А.Кокетайтеги (Кукетаевым) исследованы процессы безызлучательного распада экситонов в галоидах аммония на структурные дефекты. Выявлено, что в кристаллах со сложными катионами или анионами одной из основных причин радиационной неустойчивости являются ионизационные процессы с образованием химически активных частиц. Впервые показано, что полиморфный фазовый переход позволяет разделять первичные и вторичные механизмы образования стабильных радиационных дефектов, получать дополнительную информацию о радиационно-стимулированных процессах. Для соединений группы галоидов аммония и сульфатов щелочных металлов предложены модельные схемы образования и распада радиационных дефектов.
Результативность работы
Результаты исследований, проводимых на кафедре физики твердого тела, имеют значение не только в развитии современной физики твердого тела, но и позволяют решать целый ряд прикладных задач. В области спектрально-люминесцентных свойств кристаллов миграции и передачи энергии позволили сформулировать критерии выбора материалов для синтеза новых люминофоров. Ряд разработок по синтезу люминофоров был внедрен на Полтавском заводе газоразрядных ламп и НПО «Люминофор» (г. Ставрополь). На основе галоидов аммония, активированых ионами редкоземельных элементов, предложены эффективные сцинтилляторы для детектирования ионизирующей радиации. На основе активированного примесными ионами сульфата кальция разработан твердотельный термолюминесцентный дозиметр, обладающий высокой чувствительностью к малым дозам облучения. На основе активированного карбоната кальция также разработан твердотельный термолюминесцентный дозиметр, обладающий высокой тканеэквивалентностью. Данные дозиметры предназначены для индивидуального постоянного контроля доз облучения. Исследования сульфатов щелочных металлов привели к разработке ряда люминофоров, которые могут быть использованы для визуализации рентгеновского излучения. В настоящее время ведутся исследования по оптимизации параметров люминофоров.
Работы в области ионно-плазменных технологий ведутся на кафедре физики твердого тела с начала 90-х годов XX века. Ионно-плазменные методы позволяют получать пленки материалов с уникальными физико-механическими свойствами. В настоящее время разработаны технологии напыления пленок нитрида титана, обладающие защитными свойствами от различных агрессивных сред. Актуальность подобных работ связана с тем, что модификация поверхности конструкционных материалов позволяет резко снизить потребление дорогостоящих сплавов.
По указанным выше научным направлениям защищены 5 докторских и более 20 кандидатских диссертаций.
По результатам проведенных исследований опубликованы 1 монография, свыше 300 научных трудов, 2 учебных пособия, получено 5 авторских свидетельств СССР.
Авторские свидетельства и патенты -
А.с. 1428757 СССР, С 09 К 11/00 11/73. Люминесцентный состав / В.М.Юров, Т.А.Кукетаев, В.Г.Шкурапет и др.; Карагандинский гос. ун-т. N413 1130/31–26; Опубл. 07.10.88, Бюл. N37; Приоритет 8.10.86. — 2 с.
-
А.с. 1640 142 СССР, С 09 К 11/59. Люминофор / В.М.Юров, Т.А.Кукетаев, Г.Р.Рахимжанова; Карагандинский гос. ун-т. — 441 2079/26; Заявка N4412079; Опубл. 07.04.91; Бюл. N13; Приоритет 18.04.88; Зарегистр. 08.12.90. — 2 с.
-
А.с. 1198989 СССР, С 30 87/12, 29/12. Способ получения бромистого и иодистого аммония / Т.А.Кукетаев, М.К.Курманов, В.М.Юров, Н.Х.Махметов; Карагандинский гос. ун-т. — N3665813; Опубл. 15.08.85; Приоритет 20.09.83.
-
А.с. 1162243 СССР, С 30 В7/04 29/12. Способ получения иодистого аммония / Т.А.Кукетаев, В.М.Юров, О.Д.Пак, Н.Х.Махметов; Карагандинский гос. ун-т. — N3641649; Опубл. 15.02.85; Приоритет 24.06.83.
-
А.с. 1598494 СССР, С 09 К 11/56, С 30 В 29/10. Термолюминофор на основе сульфата кальция / В.М.Юров, Т.А.Кукетаев, С.К.Жетписбаев, О.В.Тегза; Карагандинский гос. ун-т. — N 4636 907/31–26; Опубл. 08. 06. 90; Приоритет 02. 12.88. — 2 с.
Монографии и учебники -
Кукетаев Т.А. Спектроскопия активированных ионных кристаллов. — Караганда: Изд-во КарГУ, 1979. — 105 с.
-
Кукетаев Т.А. Люминесценция кристаллов. — Караганда: Изд-во КарГУ, 1981. — 96 с.
-
Кукетаев Т.А., Тонконогов М.П. Физика диэлектриков. Караганда: Изд-во КарГУ, 1995. — 208 с.
Научные статьи и тезисы докладов -
Кукетаев Т.А. О природе центров люминесценции NaF — CuCl / Т.А.Кукетаев, Т.Д.Шегебаев // Химия твердого тела. — Свердловск, 1978. — С. 125–128.
-
Курманов М.К. Люминесценция NH4Br-T1 при возбуждении ВУФ радиацией / М.К.Курманов, Т.А.Кукетаев, Н.Е.Лущик и др. // Тр. Ин-та физики АН ЭССР. — 1979. — № 50. — С. 107–117.
-
Курманов М.К. Влияние фазовых переходов порядок — беспорядок на параметры Tl+ центров кристаллов NH4Br / М.К.Курманов, Т.А.Кукетаев, В.М.Юров // Физика твердого тела. — 1980. — Т. 22. — Вып. 5. — С. 1564–1566.
-
Кукетаев Т.А. Влияние фазовых переходов типа порядок-беспорядок на квантовый выход люминесценции Su2+-центров в АГК / Т.А.Кукетаев, В.М.Юров // Известия АН КазССР. Сер. физ.-мат. — 1983. — № 6. — С. 14–16.
-
Кукетаев Т.А. Люминесценция и фазовые переходы в кристаллах галоидов аммония // Оптика и спектр. — 1985. — Т. 59. — № 2. — С. 337–341.
-
Кукетаев Т.А. Экситонные механизмы передачи энергии примесным центрам в кристаллах галоидов аммония // Известия АН КазССР. — Сер. физ.-мат. — 1985. — № 6. — С. 9–12.
-
Кукетаев Т.А. Ориентационной фазовый переход и электрон-фотонные взаимодействия в активированных кристаллах NH4Cl и NH4Br // Т.А.Кукетаев, В.М.Юров // Известия АН КазССР. — Сер. физ.-мат. — 1986. — С. 19–22.
-
Юров В.М. Радиационно-стимулированные процессы в кристаллах иодистого аммония / В.М.Юров, О.Д.Пак, Т.А.Кукетаев // Известия АН КазССР. — Сер. физ.-мат. — 1887. — № 6. — С. 17–19.
-
Кукетаев Т.А. Экситон-фононное взаимодействие и фазовые переходы в кристаллах NH4 NH4Br // Т.А.Кукетаев, В.М.Юров // Известия АН КазССР. — Сер. физ.-мат. — 1987. — № 2. — С. 5–8.
-
Кукетаев Т.А. К вопросу о термодинамике безызлучательных процессов в центрах люминесценции / Т.А.Кукетаев, В.М.Юров // Известия АН КазССР. — Сер. физ.-мат. — 1988. — № 6. — С. 10–14.
-
Кукетаев Т.А. Радиационные дефекты и фазовые переходы в кристаллах / Т.А.Кукетаев, К.С.Бактыбеков, Л.М.Ким и др. // Известия АН КазССР. — Сер. физ.-мат. — 1988. — С. 35–38.
-
Кукетаев Т.А. Концентрационные эффекты в температурном тушении люминесценции примесных центров / Т.А.Кукетаев, В.М.Юров, М.К.Мурзахметов // Оптика и спектр. — 1989. — Т. 67. — Вып. 6. — С. 1398–1399.
-
Юров В.М. Люминесценция двухвалентного иттербия в кристаллах галоидов аммония / В.М.Юров, О.Д.Пак, Т.А.Кукетаев // Известия АН КазССР. — Сер. физ.-мат. — 1989. — № 4. — С. 18–21.
-
Кукетаев Т.А. Особенности распада экситонов на структурные дефекты в кристаллах галоидов аммония / Т.А.Кукетаев, К.С.Бактыбеков, Л.М.Ким и др. // Физика твердого тела. — 1989. –Т.31. — Вып. 6. — С. 256–258.
-
Кукетаев Т.А. Центры окраски в активированных кристаллах галоидов аммония / Т.А.Кукетаев, В.М.Юров, О.Д.Пак и др. // Оптика и спектр. — 1989. — Т. 66. — Вып. 5. — С. 1185–1187.
-
Искакова К.А. Остов–межостовная модель кристаллической решетки / К.А.Искакова, Т.А.Кукетаев // Вестн. АН-МН РК. — 1998. — № 6. — С. 98–103.
-
Кукетаев Т.А. Механизмы рекомбинационной люминесценции в сульфате калия / Т.А.Кукетаев, Л.М.Ким, А.Х.Оразбаев // Вестн. Министерства образования и науки РК. — 1999. — № 2. — С. 32–37.
-
Кожахметов С.К. Проявление анизатропии кристаллической структуры BN — в ультрамягких рентгеновских спектрах отражения / С.К.Кожахметов, Т.А.Кожахметова, Т.А.Кукетаев // Вестн. Министерства образования и науки РК. — 2000. — № 3. — С. 64–68.
-
Кукетаев Т.А. Влияние гетеровалентных примесных ионов на процессы рекомбинации радиационных дефектов в сульфатах / Т.А.Кукетаев, Л.М.Ким // 4 th international conference «Nuclear and radiation physics». — Almaty, 2003 — Р. 248–249.
-
Кукетаев Т.А. Радиационное дефектообразование в кристаллах сульфата лития / Т.А.Кукетаев, А.Б.Бахытжан, Л.М.Ким // Известия вузов. Физика. — 2004. — № 3. — С. 87–88.
Контактная информация
100028, г. Караганда, ул. Университетская, 28,
КарГУ им. Е.А.Букетова.
8 (3212) 77-03-62
kat@kargu.krg.kz
Достарыңызбен бөлісу: |