Physics of Non Crystalline Solids
Proceedings of the 5th International Conference / Physique des Solides Non Cristallins
Comptes rendus du 5ème Congrès International

J. Phys. Colloques 43 (1982) C9-169-C9-172
DOI: 10.1051/jphyscol:1982932

ESR STUDIES ON ARSENIC-ASSOCIATED CENTERS IN OXIDE GLASSES PRODUCED BY GAMMA-IRRADIATION

H. Imagawa¹, H. Hosono² et H. Kawazoe<sup>3

1</sup>  Toshiba Research and Development Center, Toshiba Corporation, Komukai-Toshiba-cho, Kawasaki 210, Japan
²  Department of Inorganic Materials, Nagoya Institute of Technology, Gokiso, Showa-ku, Nagoya 466, Japan
³  Department of Industrial Chemistry, Faculty of Technology, Tokyo Metropolitan University, Fukasawa, Setagaya-ku, Tokyo 158, Japan

Résumé
Deux sortes de nouveaux centres associés à As dans le verre 16Na₂O, 11CaO, 73SiO₂ : 0,1AsO_x , irradiés aux γ ont été identifiés par RPE. Le quartet hyperfin, presque isotrope produit par le noyau ⁷⁵As (I=3/2, A.N.=100%) qui apparaît dans le verre oxydé (signal O) a été assigné à un centre lié à un piège à électrons provenant de l'ion précurseur As⁵⁺. Le quartet hf de symétrie axiale observé dans le verre réduit a été attribué à un centre à piégeage de trou de l'ion As³⁺. Les paramètres RPE ont été évalués en utilisant la technique de simulation de la forme des raies. Les coefficients LCAO ont été dérivés à partir de ces paramètres. Les modèles structuraux qui en découlent sont centrés à : piège à électrons (As⁵⁺)^- de coordination tétraédrique, l'électron piégé étant sur une orbitale antiliante As-O ; centre à trou piégé (As³⁺)⁺ en coordinence trigonale pyramidale, le trou occupant une orbitale non liante As sp³ hybridée.

Abstract
Two kinds of new As-associated centers in γ-irradiated 16Na₂O.11CaO.73SiO₂ : 0.1AsO_x glass were identified by ESR experiments. The nearly isotropic hyperfine quartet produced by a ⁷⁵As nucleus (I=3/2, N.A.=100%) appearing in oxidized glass (O-signal) was assigned to an electron-trap center originating from a precursor As⁵⁺ ion. The hf quartet of axial symmetry observed in reduced glass was attributed to a hole-trap center originating from an As³⁺ ion. ESR parameters were evaluated by use of line shape simulation technique. LCAO coefficients were derived from the parameters. The structure models for the centers were proposed on the basis of the coefficients : the electron-trap center, (As⁵⁺)^-, has a tetrahedral coordination, the trapped electron locating on an As-O anti-bonding MO ; the hole-trap center, (As³⁺)⁺, has a trigonally pyramidal coordination, the hole occupying a non-bonding As sp³ hybridized orbital.