Topic outline

  • Про освітній курс

    Рівень вищої освіти

    Другий (магістерський)

    Галузь знань

    13 Механічна інженерія

    Спеціальність

    132 Матеріалознавство

    Освітня програма

    Матеріалознавство

    Статус дисципліни

    вибіркова

    Форма навчання

    очна (денна)

    Рік підготовки, семестр

    2 або 3 семестр

    Обсяг дисципліни

    5 кредитів (150 годин)

    Семестровий контроль/ контрольні заходи

    диференційований залік

    Розклад занять

    лекція – 2 год в тиждень (30 год); лабораторні – 1 год в тиждень (15 год); самостійна робота – 105 год, диференційований залік

    Мова викладання

    Українська

    Інформація про
    керівника курсу / викладачів

    Кафедра прикладної фізики та матеріалознавства (Інститут сцинтиляційних матеріалів НАН України).


    Лектор: канд. техн. наук, Тупіцина Ірина Аркадіївна, tupitsyna@isma.kharkov.ua

    Семінарські заняття: канд. техн. наук, Тупіцина Ірина Аркадіївна, tupitsyna@isma.kharkov.ua

    Платформа для онлайн підключення

    Zoom


  • Тема 1. Сцинтиляційні матеріали: історія створення, основні функціональні властивості, сфери застосування.

  • Тема 2. Люмінесценція твердих тіл. Класифікація видів люмінесценції. Енергетична зонна модель кристалофосфорів. Характеристики люмінесценції.

  • Тема 3. Модель потенційних кривих та спектральні закономірності внутрішньоцентрової люмінесценції. Внутрішнє гасіння. Потенційні криві різних центрів люмінесценції.

  • Тема 4. Домішкова люмінесценція.

  • Тема 5. Спектроскопія рідкісноземельних іонів.

    Формування енергетичних 4f n-рівнів вільного іона. Внутрішньоконфігураційні 4f n ↔ 4f n -переходи. Формування енергетичних рівнів змішаної 4f n5d-конфігурації РЗЕ у полі кубічної симетрії. Міжконфігураційні 4f n↔ 4f n5d-переходи. Спектроскопія рідкісноземельних іонів у нових функціональних матеріалах. Спектроскопія іонів Ce 3+. Спектроскопія іонів Eu 3+, Eu 2+. Спектроскопія іонів Gd 3+.

  • Тема 6. Антистоксова люмінесценція (процеси up-конверсії). Каскадна люмінесценція (процеси down-конверсії).

  • Тема 7.Спектроскопія ртутьподібних іонів.

  • Тема 8. Типи екситонів в кристалах.

    Екситони Френкеля та Вань'є. Екситони з переносом заряду. Вільні та автолокалізовані екситони. Полярон. Автолокалізація. Люмінесценція екситонів.

  • Тема 9. Рекомбінаційна люмінесценція.

    Термостимульована люмінесценція. Тунельна люмінесценція. Центри захоплення та методи визначення їх параметрів.

  • Тема 10. Міжзонна люмінесценція та Оже-процеси.

    Рентгенівська флуоресценція. Крос-люмінесценція. Множення електронних збуджень.

  • Тема 11. Релаксація електронних збуджень та формування спектру люмінесценції.

  • Тема 12. Техніка та методика вимірювання характеристик люмінесценції

  • Тема 13. Джерела іонізуючого випромінювання.

    Радіоактивність. Джерела електронів. Бета-розпад. Конверсійні електрони. Оже-електрони. Альфа-частинки. Гамма-випромінювання. Анігіляційне випромінювання. Гальмівне випромінювання. Характеристичне випромінювання.

  • Тема 14. Основні процеси у сцинтиляторах.

    Взаємодія іонізуючого випромінювання з речовиною.. Взаємодія із важкими зарядженими частинками. Визначення довжини пробігу частинки у речовині. Взаємодія із зарядженими частинками. Електрони. Взаємодія з гамма-випромінюванням Фотоефект. Ефект Комптона. Народження пар. Генерація електрон-діркових пар. Проста феноменологічна модель. Плазмонна модель.

  • Тема 15. Перенесення енергії у сцинтиляторах.

    Утворення дефектів та процеси перенесення збудження. Електронно-дірковий механізм. Екситонний механізм передачі енергії. Резонансний та реабсорбційний механізми перенесення енергії. Електромагнітні мультипольні взаємодії.

  • Тема 16. Механізми створення радіаційних дефектів у кристалах.

    Ударні та електронні механізми Критерії ефективного розпаду електронних збуджень із народженням структурних дефектів у діелектриках. Три канали розпаду електронних збуджень. Загальна характеристика радіаційних процесів у твердих тілах при електронному та ударному механізмах утворення дефектів.

  • Тема 17. Характеристики сцинтиляторів.

    Амплітудний спектр імпульсів. Час загасання або швидкість сцинтиляції. Світловий вихід. Енергетичне розділення. Температурна стабільність світлового виходу. Радіаційна стійкість. Густина. Реабсорбція.

  • Тема 18. Апаратура для гамма-спектрометрії.

    Типи фотоприймачів. Конструкція ФЕП. Типи фотокатодів. Система динодів. Режим рахунку фотонів. Напівпровідникові фотодетектори. Лавинний фотодіод (Avalanche PhotoDiode). Мікропіксельні лавинні фотодіоди (MAPD). Гібридні ФЕП та Si-ФЕП.

  • Тема 19. Апаратура для гамма-спектрометрії.

    Гамма-спектрометрична система на базі багатоканального аналізатора. Передпідсилювачі. Підсилювачі. Підсилювачі, чутливі до напруги. Підсилювачі, чутливі до струму. Зарядочутливий підсилювач з резистивним зворотним зв'язком. Багатоканальний аналізатор. Аналого-цифровий перетворювач.

  • Тема 20. Практичні питання та застосування сцинтиляційного метода гамма-спектрометрії.

    Пасивний аналіз гамма-випромінювання. Визначення активності джерела гамма-випромінювання. Визначення абсолютної активності джерела гамма-випромінювання. Енергетична роздільна здатність сцинтилятора. Вимірювання відносного світлового виходу. Вимірювання абсолютного світлового виходу