Identification of Z₂- and associated Z-centres in LiF through a correlation of electrical conductivity, ITC and optical absorption measurements

Résumé
La conductivité électrique et le thermo-courant de dépolarisation (ITC) ont été mesurés dans des échantillons de LiF : Mg trempés à la température ordinaire après recuit à différentes températures entre 50-350 °C ; ces mesures montrent que les dipôles impureté-lacune (I-V) sont dominants après recuit à 50 °C, les précipités à 150 °C et les dipôles (I-V) et Mg⁺⁺ isolé à et au-dessus de 250 °C. Des études d'absorption optique sur des échantillons soumis à de tels traitements et irradiés avec une dose γ de 10⁴ R, montrent que l'intensité des bandes à 225 nm (5,5 eV), 310 nm (4 eV) et 380 nm (3,3 eV) augmente après recuit à 50 °C, diminue à 150 °C et augmente jusqu'à saturation au-delà de 250 °C. En corrélant ces résultats, on conclut que la bande à 4 eV est due aux centres Z₂ qui consistent en un centre F' adjacent à un ion Mg²⁺. La disparition des dipôles (I-V) et de la bande à 3,5 eV dans les échantillons recuits à 350 °C est identique et se fait selon une cinétique du troisième ordre. On conclut que la bande à 3,3 eV est due à un centre Z associé constitué d'un centre F adjacent à un dipôle (I-V).

Abstract
Electrical conductivity and ionic thermo-conductivity (ITC) measurements on LiF : Mg samples quenched to room temperature after annealing at different temperature in the range 50-350 °C, indicate that impurity-vacancy (I-V) dipoles are predominant after the annealing at 50 °C ; precipitates at 150 °C ; and I-V dipoles and free Mg^{+ +} at and above 250 °C. Optical absorption studies on samples subjected to similar treatments and irradiated with a γ-dose of 10⁴ R, show that the 225 (5.5 eV), 310 (4 eV) and 380 (3.3 eV) nm bands exhibit an increase in intensity when annealed at 50 °C, minimum at 150 °C and an increase and saturation beyond 250 °C. By a correlation of these results, it has been concluded that the 4 eV band results from a Z₂-centre, consisting of an F'-centre adjacent to an Mg²⁺ ion. The decay of the I-V dipoles, and the 3.5 eV band in samples annealed at 350 °C is identical and exhibits a third order kinetics. It is concluded that the 3.3 eV band results from an associated Z-centre consisting of an F-centre adjacent to an I-V dipole.