Population Kinetics of Localized States in Nanocomposite Materials under Exposure to Radiation

Аннотация

В рамках модели Роуза–Фаулера представлены результаты моделирования населенности локализованных состояний нанокомпозиционных материалов при длительном воздействии (больше 3 с) малой мощности (0,002 Вт/кг) и импульсном воздействии (100 нс) большой мощности (от 105 Вт/кг) радиационного облучения. Исследована роль локализованных состояний в проводящих свойствах нанокомпозиционных материалов на примере нанокомпозитов с дырочной (полиметилметакрилат (ПММА) + CdS) и электронной (\alpha-Al₂O₃+SrO) проводимостями, а также чистых ПММА и \alpha-Al₂O₃. Показано, что мелкие ловушки влияют на скорость релаксации к равновесному значению радиационной электропроводности, а доля глубоких ловушек, глубина которых много больше kT, на чувствительность к поглощенной дозе ионизирующего облучения. Показано, что чистый ПММА и нанокомпозиты на его основе не пригодны для дозиметрии из-за большой доли мелких ловушек в спектре собственных локализованных состояний. Спектр оксида алюминия включает в себя только глубокие ловушки, поэтому данный материал является практически идеальным для накопления информации об ионизирующем излучении. Показано, что с точки зрения дозиметрии наиболее интересными являются нанокомпозиты на основе оксида алюминия, в которых концентрация примесных центров не превышает концентрацию собственных локализованных состояний, а размер наночастиц не превышает ~ 2 нм, когда доля мелких ловушек в примесном спектре мала