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Radiation-induced luminescence from TiO$$_{2}$$ by 10 keV O$$^{+}$$, N$$^{+}$$ and Ar$$^{+}$$ ion irradiation

10keV酸素,窒素,アルゴンイオン照射による二酸化チタンからのラジオルミネッセンス

北澤 真一; 齋藤 勇一; 山本 春也; 浅野 雅春; 石山 新太郎

Kitazawa, Sin-iti; Saito, Yuichi; Yamamoto, Shunya; Asano, Masaharu; Ishiyama, Shintaro

二酸化チタン内部でのエネルギー移行を調べるために10keVのエネルギーの酸素,窒素及びアルゴンのイオン照射による室温状態でのラジオ・ルミネッセンス(RIL)の研究を行った。紫外-可視領域のスペクトルには、多くの原子からのピークと3つのバンドが観測された。2つの可視光のバンドは結晶欠陥によるもので、紫外のバンドは二酸化チタン結晶内のTi$$^{3+}$$ 3dとO$$^{2-}$$ 2s間の放射遷移による。この実験結果から、RILは十分に大きなエネルギーによる励起状態から緩和されて生成した準位からの放射遷移によると考えられる。この研究により、二酸化チタンの励起・緩和過程の一部が解明された。

Radiation-induced luminescence (RIL) produced by 10 keV O$$^{+}$$, N$$^{+}$$ and Ar$$^{+}$$ irradiation at room temperature has been used to study energy transfer in titanium dioxide (TiO$$_{2}$$) targets. RIL spectra in the UV-visible region show numerous atomic lines and three bands. Two visible bands by crystalline defects and an UV band at 3.9 eV originating from radiation transitions between the Ti$$^{3+}$$ 3d and O$$^{2-}$$ 2s states in the TiO$$_{2}$$ crystal are observed. The experimental results suggest that the excitations were not mainly produced by transitions from the ground state to excited states but by cascade radiations from higher excited states.

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パーセンタイル:92.25

分野:Materials Science, Multidisciplinary

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