Исследование образования радиационно-стимулированных примесных дефектов в кристаллах CaF₂, активированных трехвалентными редкоземельными ионами

В активированных кристаллах ионизирующее излучение вызывает образование примесных дефектов при переходе ионов примеси из трехвалентного в двухвалентное состояние. Предложен подход к изучению влияния энергетического положения R³⁺-ионов в зонной схеме кристаллов СaF₂ на степень устойчивости ионов атомов редкоземельных элементов в двухвалентном состоянии в результате перехода электронных 4fⁿ-состояний R³⁺ → R²⁺-ионов под действием ионизирующего излучения. Изучены процессы прямого и обратного фотохромизма, происходящие на примесных дефектах, связанные соответственно с окрашиванием активированных кристаллов под действием γ-излучения и обесцвечиванием под действием УФ-излучения. Предложен механизм фотохромного превращения, учитывающий участие в процессе радиационно-наведенных центров окраски. Рассмотрен валентный переход R³⁺ → R²⁺ в представлении реакции фотоокисления. По результатам расчетов изменения энергии Гиббса проанализированы возможности и условия протекания реакции ионного превращения в зависимости от вида ионизирующего излучения, воздействующего на кристаллы с R³⁺-ионами.