Radiācijas punktveida defektu modelēšana un raksturošana α-Al2O3 UN MgAl2O4 kristālos no pirmajiem principiem

Abstract

Radiācijas izraisītas izmaiņas α-Al2O3 un MgAl2O4 īpašībās ir galvenokārt saistītas ar skābekļa vakancēm un starpmezglu defektiem. Kamēr skābekļa vakances ir labi izpētītas, starpmezglu skābekļa atoms līdz šīm nebija detalizēti aprakstīts gan eksperimentāli, gan teorētiski. Izmantojot ab initio modelēšanas kodu CRYSTAL17, darbā tika izpētīti radiācijas defekti divos materiālos, noteikta to rekombinācijas enerģijas barjera. Tika piedāvāta arī Ramana spektroskopijas pielietošana defektu identificēšanai. MgAl2O4 tika aprēķināti dažādu antisaitu un katjonu vakances defektu EPR parametri. Efektīvs aprēķinu un eksperimentālo rezultātu salīdzinājums ļāva dziļāk izprast Al2O3 un MgAl2O4 punktu defektu uzvedību, kas var būt attiecināms arī uz plašāko oksīdu klāstu

Radiation-induced changes in the properties of are mainly associated with oxygen vacancies and interstitial defects. While oxygen vacancies are well studied, the interstitial oxygen atom has not been described in detail both experimentally and theoretically until now. Using ab initio modelling code CRYSTAL17, radiation point defects in two materials were investigated, their recombination energy barriers were estimated. The application of Raman spectroscopy for defect identification was also proposed. In MgAl2O4 the EPR parameters of various antisite and cation vacancy defects were calculated. Efficient comparison of the calculated and experimental results allowed a deeper understanding of the behavior of Al2O3 and MgAl2O4 point defects, which can be extended to the wider range of oxides.