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SUR QUELQUES PROPRIÉTÉS DES CRISTAUX DE
NaCl DOPÉS AU CALCIUM
I. Tarján, R. Voszka, Á. Siegler, L. Berkes
To cite this version:
JOURWAL DE PHYSIQUE Colloque C ,4, Supplémmt a# no 8-9, forne 28, Aot2t<Septembm 1967, page C 4-1 35
SUR
QUELQUES PROPRZÉTl%
DES CRISTAUX DE NaCl
DOPES
AU
CALCIUM
Institut de Physique Médicale, Budapest
Résumé. -- Le courant d'obscurité des cristaux NaCl(Ca) diminue et s'approche d'une valeur
constante au cours de la coloration par rayons X ii la îemptraturc ambiante. J k rapport du courant du cristal non coloré à la valeur finale du courant est 2.5. Le photocourant des cristaux NaCl(Ca) diminue, si le contenu de Ca augmente dans le cristal. II s'ensuit de ces résultats qu'au cours de la
coloration se produit dans le voisinage des ions de Ca + + un centre qui contribue a u courant à
l'obscurité.
Abstract.
-
Under the influence of X-ray coloration the dark current of a Ca-doped NaCl crystal first decreases, tlien approaches a constant value. The ratio of ihe dark current of a n unco-lored crystal to the saturation value is 2.5. The photo-current of a NaCl crystal containing Ca dccreases with increasing Ca content. From the experirncntal data it follows that in the course
of the coloration proccss tbere arises a center în the vicinity of the Ca + + ions, which contributes
to the dark current.
Nous nous somines proposés pour but l'investigation des processus, qui ont lieu dans les halogénures alca- lins, dopés aux métaux bivalents et colorés aux rayons
X à la température ambiante. Nous avons étudié le système NaCI(Ca) sous plusieurs aspects et dans cc qui suit nous rapportons nos mesures de conduction ioni-
que et de photoconduction.
Les cristaux d o p h à 5 x 10-3-10-5 molelmole de calcium étaient prbparés par une méthode mise au point dans notre laboratoire
[Il,
dolit une phase importante était l'tlimination des ions OH- et l'exclu- sion du Ca(OH),.Résultats.
-
1. L,a figure 1 montre le changementdu coiirant d'obscurité du cristal g la température ambiante au cours de la coloration par des rayons X,
en fonction d e ta concentration
(NF)
des centres Fdans les cristaux dopEs par différentes quantités de calcium. On constatc que :a) Le courant d'obscurité (a) des cristaux non
colorés est plus grand, si le cristal contient plus de Ca.
b) Pour une concentration de calcium donnée, le
FIG. 1.
-
Changement du courant d'obscurité lc) de cristauxd'obscuritk en fonction de
NF
diminue au de NaCl(&) en fonction de ia concentration N ( F ) des centres F commencement rapidement, puis lentement et s'ap- A la température ambiante; pour différentes concentrations en proche d'une valeur constante. C'cst ce que Tkeya c t calcium-coll. ont rapporte récemment [Z].
c) La valeur constante dépend de la quantité de plus petite que la valeur initiale, mesurée sur le cristal calcium mise dans Ic cristal. et elle est environ 2,s fois non coloré.
C 4
-
136 1. TAWAN, R. VOSZKA, A. SIEGLER, E. BERKES4
La valeur constante est atteinte par a pour des vaIeurs deNF
d'autant plus grandes, que la concentra- tion en calcium est plus élevée dans le cristal. u s'ap- proche de la valeur constante, quand N p devient du même ordre que Ia concentration de caIcium. A ce moment le stade rapide de la coloration [3, 41 peut être consider6 comme terminé.2. Nous avons tgaleinent mesuré la distance (iv),
dont les 6Iectrons se dkplacent dans le champ électrique
unité ((< Schutiweg 1)) en fonction de
NF,
en colorant lescristaux aux rayons X. Ces mesures o n t été effecluées
égalcinent à la température ambiante. Nous avons rdp- porté les dttails de notre méthode dans une communi- cation préalable 151. Sur Ia figure 2, nous voyons com-
FIG. 2.
-
Changernent de la valeur inverse du (( Schub- weg ii ( I l w ) en fonction de la conccntration (Np) dcs centrcs P à la iempkrature ambiantc pour diffkrentes coiicentrations en calcium.ment NF d6pend de Ilw pour des cristaux qui contien- nent différents dopages de calcium. On constate que :
a) La quantite I/w augmcntc linéairement avec NF
pour une concentration de calciiim donnde.
b) La pente des droites s'augmente de façon mono- tone, si la concentration du calcium s'augmente.
Discussion.
-
Nous essayons de tirer quelquesconclusions concernant le mécanisme de Ia coloration,
Nous considérons que le cristal contient seulement
le calcium comme impurete. Lcs ions de calcium et les lacunes positives qu'ils induisent dans le cristal, sont partiellement dissociés, partiellement associés. Nous considérons avec Crawford ct Nelson [6],
que dans le stade rapide de la coloration les processus qui ont lieu sous l'action de la radiation X, commen-
cent aux lacunes positives. En cc qui concerne Ies pro- duits terminaux, on n'en a pas cncore une conception concrète et bien fondte. C'est justement à ce sujet que
nous essayons de tirer quelques conclusions a la suite
de nos mesures.
1,a diminution du courant d'obscurité au commen- cement de la coloration suppose certainement, en accord avec Crawford et Nelsoii, une raréfaction des
lacunes positives. Cette idée seule n'est pas suffisante
pour l'explication de la fonction Nra dans le doinaine entier de
NF.
LR
fait que le courant d'obscurité nediminue pas jusqu'à ztro, mais que sa valeur limite soit en relation avec la conceritration du calciiim, montre que les transformations, qui ont lieu pour Ies
lacunes positives ou les ions calcium, ne sont pas indifférentes du point de vue du courant d'obscurité. Le nombre des Iacunes positives diminue, mais en même temps se produisent d'autres centres, qui contri- buent au courant d'obscurité. Par suite di1 premier processus, le courant d'obscurité diminue, pendant le deuxième processus il augmente et ce que nous aper- cevons est la résuItante des dcux effets. De la considé- rarion qu'au cours de la destruction d'une seule lacune positive se forme lin sert1 ccntrc qiii contribue au
courant d'obscurité, jl s'ensuit que la mobilité d e ce centre doit être 2,5 fois plus petitc que celle des lacunes positives.
II faut aussi prendre en çonsidkratioii que dans le stade lent de la coloration, lc courant reste constant. Nous supposons que dans le stade lent de la coloration, les centres F sont produits d'unc iiianikre semblable à ceIIc du stade rapide. La diffkrcncc cst seuIemeiit, que
dans le premier cas les lacunes sont présentes dans le
cristal, dans le second cas, elles sont produites par les rayons X ; il résulte, que les transformations, qui ont pour résuItat la formation des centres contribuants au
courant d'obscurith concernent les ions calcium et pas les lacunes positives.
Nous pouvons conclure également des mesures de
photoconduction que les processus importants ont lieu aux ions calcium. Le fait, qu'à unc concentration don-
née des centres F, le (( Schubwcg )> cst autant plus petit
SUR QUELQUES PROPRI%TÉS;DES CRISTAUX DE NaCl DOPÉS AU CALCIUM CI4
-
137peuvent intervenir dans cette variation. Ils peuvent Bibliographie
Piéger des Clectrons aussi pendant la coloration et c'est
[l] VOSZKA (R.), TARJAN (I.), BERKES (L.), KRAJSOVSZKY justement par suite de cela qu'ils se transforment. (J.), Kristall rrjzd Techizik, 1966, 1, 423.
En résumé, nous pouvons dire ce qui suit, en partant [2] IKEYA (M.), ITOH (N.), OKADA (T.), SUITA (T.), J. Phys.
de l'idée de Crawford et Nelson. Au cours de la colo- Soc. Japan, 1966, 21, 1304.
ration des cristaux dopés au calcium, en dehors des [3] 'GORDON 101, (R. 977. B.), NOWICK (A. S.), Phys. Rev., 1956, centres F, se forment deux sortes de produits finals : 141 MITCHELL (P. V.), WIEGAND (D. A.), SMOLUCHOWSKI une molCcuIe de chlore dans une paire de lacunes et un (R.), Pllys. Rev., 1961, 121, 484.
centre formC auprès de C a + + . Pour le moment tout [SI TARJÀN (1.1, VOSZKA (R.), S O M L ~ (À.), Acta P b , Hurig., 1960, 11, 59.
ce que pouvons dire de ce 'lest
[6] CRAWFORD (J. H.), NELSON (C. M.), P h p . Rev. Letters,
