Color centers in vitreous and crystalline Na2B4O7

Bettinali, Carlo ; Granati, Paolo

Atti della Accademia nazionale dei Lincei. Rendiconti della Classe di scienze fisiche, matematiche e naturali, Série 8, Tome 44 (1968) no. 5, pp. 669-679

Résumé

Si sono discusse le reazioni proposte in letteratura per spiegare la formazione di centri di colore nel borace fuso irradiato. Si è studiata la differenza provocata nella formazione dei centri di colore dallo stato, cristallino, amorfo o vetroso del Na2B4O7. I centri formatesi in seguito ad irradiazioni con gamma sono stati investigati mediante assorbimento Ottico, risonanza di spin di elettrone, termoluminescenza, spettri di termoluminescenza. L'assorbimento ottico indotto da radiazioni mostra: nel cristallo rispetto al vetro un aumento della banda a 3,8 ed una diminuzione di quella a 5-6 eV. L'intensità della banda a 2,8 eV resta immutata. L'assorbimento di risonanza di spin di elettrone (esr) mostra nel cristallo la presenza di uno spettro ad 8-10 bande di cui 7 apparentemente ad eguale intervallo invece del solito spettro a 5 bande del vetro. L'intensità dell'assorbimento, a parità di dose di irradiazione, è 20 volte minore nel cristallo. Si è discusso se l'assorbimento nel cristallo sia dovuto ad un buco su ossigeno che interagisce con due atomi di boro tetraccoordinato equivalenti oppure, come avviene nei vetri, ad una interazione con un solo atomo di boro in un centro a simmetria assiale. Ulteriori esperienze sono necessarie. Le glow curves di termoluminescenza effettuate nell'intervallo fra 100 e 600 K su Na2B4O7 N210 H2O, Na2B4O7 amorfo Na2B4O7 tetragonale, Na2B4O7 vetro mostrano: a bassa temperatura - (100-250 K) la presenza di un'unica banda nei composti non cristallini che si risolve in due o tre picchi nei cristallini. I dati sono consistenti con il modello delle trappole strutturali nei vetri. Il borace amorfo mostra un comportamento fra quello dei vetri e quello dei cristalli. Le intensità di TL a parità di dose di irradiazione sono più elevate nel cristallo anidro che nel vetro e nel cristallo amorfo. A temperatura elevata (300-600 K) di TL del Na2B4O7 amorfo cristallino e vetroso presenta due bande con massimo fra 300 e 350 K e 450-500. L'intensità di TL nel vetro è circa 20 volte maggiore che negli altri composti. Si è discussa la correlazione fra i dati di TL e quelli ottenuti con altri metodi. Resta confermata la particolare sensibilità della TL alle variazioni di struttura.