COLOUR CENTRES IN DOPED ALKALI HALIDES.
THE ROLE OF OXYGEN AND TITANIUM IN THE LUMINESCENCE OF LiF : Mg : Ti

Résumé
Dans le matériau LiF : Mg : Ti, utilisé dans les dosimètres commerciaux, la concentration des impuretés est choisie afin d'optimiser la luminescence. On a supposé que la luminescence a lieu par capture d'un trou dans un site de défaut en titane. Cependant la résonance électron-spin a montré que le titane est incorporé au cristal sous la forme d'ions Ti³⁺ et Ti⁴⁺ avec la possibilité d'une compensation de charge par trois ions O^2-. Afin de tester cette hypothèse, nous avons mesuré la thermoluminescence d'un grand nombre d'échantillons de LiF avec des variations dans les niveaux de dopage de Mg et de Ti. L'implantation d'oxygène et de titane a fourni une méthode propre de modification des niveaux d'impureté dans les échantillons. Des changements ont été observés à la fois dans les intensités de thermoluminescence, le nombre de pics de luminescence et dans le spectre de luminescence excité par irradiation X. Les résultats sont interprétés en fonction du défaut complexe [Ti⁴⁺, 3O^2-].

Abstract
In commercial dosimeter material LiF : Mg : Ti the concentrations of the impurity ions are chosen to optimise the thermoluminescence. It has been assumed that the luminescence occurs by hole capture at a titanium defect site. However electron spin resonance has shown that the titanium is incorporated in the crystal as Ti³⁺ and Ti⁴⁺ ions with the possibility of charge compensation by three O^2- ions. To test this suggestion we have surveyed the thermoluminescence from a wide range of LiF samples with variations in both Mg and Ti doping levels. Ion implantation of oxygen and titanium provided a clean method of modifying the impurity levels in the samples. Changes were observed in both the thermoluminescence intensities and the number of gow peaks and also in the spectrum of X-ray excited luminescence. The results are interpreted in terms of the [Ti⁴⁺, 3 O^2-] defect complex.