The Influence of Electron‐Trapping Impurity on Defect Creation and Bleaching in KCl Irradiated at 78 °K

Abstract

The excitonic mechanism for creation of halogen Frenkel-type defects in alkali halides predicts an early positive curvature in tho defect growth cnrve. The model also predicts that annihilation of VK-centers by the optical release of electrons from traps would produce Frenkel pairs in the halide sublattice. The first prediction has been checked in KCI: TI+ and KCI:Pb++ irradiated at 78 OK with 1.7 MeV Van de Graaff electrons, and thesecondupon ir bleaching of an irradiated Tl+-doped crystal a t 78 "K. If one takes the F-center concentration as a measure of the Frenkel-defect density, both tests were positive. A carefnl monitoring of the cc-band region before and after bleaching, however, indicates that the F-center concentration is not a valid measure of the vacancy density. I n a crystal containing 48 ppm Tl", the a-center concentration after irradiation a t 80 "K was 2.5 times that for F-centers. Moreover, ir bleaching of T1" and VK, while enhancing the F-band = 300/,, destroyed nearly all of the a-centers. The last observation reveals that more empty halide vacancies are destroyed than F-centers are produced by the bleaching light.Der Exzitonmechanismus fur die Bildung yon Halogendefekten vom Frenkeltyp in Alkalihalogeniden sagt eine friihe positive Krummung der Defektwachstumskurve vorher. Auch sagt das Modell aus, daR die Annihilation von VK-Zent,ren durch optische Befreiung von Elektronen aus Haftstellen Frenkelpaare im Halogenuntergitter erzeugen sollte. Die erste Aussage wurde in KCI:Tl 'und KCI:Pb++, die bei 78 OK mit 1,7 MeV-Van de Graaff Elektronen bestrahlt wurden, uberpruft, die zweite dnrch Infrarotbleichen eines bestrahlten. Tl+-dotierten Kristalls bei 78 OK. Wenn man die F-Zentrenkonzentration als Ma13 fur die Frenkeldefektdichte ansieht, waren beide Tests positiv. Eine sorgfaltige Kontrolle der sc-Bande vor und nach dem Bleichen zeigte jedoch, da13 die F-Zentrenkonzentration kein zuverliissiges Ma13 fur die Leerstellendichte ist. I n einem Kristall. der 48 ppm TIo enthielt. war die a-Zentrenkonzentration nach der Bestrahlung bei 80 OK 2.5mal so hoch wie die der F-Zentren. Daruberhinaus ergab das Infrarotbleichen von T1" und Vl; eine Erhohung der F-Bande um m 30%. wahrend sie nahezu alle a-Zent.ren beseitigte. Die letzte Beobachtung zeigt, da13 durch das bleichende Licht mehr leere Halogenleerstellen vernichtet als F-Zentren produziert werden.