Аннотация результатов, полученных в 2017 году
В ходе выполнения данного проекта было проведено комплексное экспериментальное исследование спектрально-кинетических закономерностей люминесценции и термостимулированных процессов в ультрадисперсных порошках h-BN и получены следующие основные результаты: 1) В рамках анализа спектров диффузного отражения изучены оптические свойства наноструктурированных порошков h-BN. В предположении прямых разрешенных переходов рассчитано значение ширины запрещенной зоны Eg = 5.41 эВ. Показано, что полученная оценка хорошо согласуется с известными литературными данными. 2) Обнаружено, что для спектров возбуждения ФЛ характерны зависимости с четырьмя пиками: 5.8 эВ (215 - 220 нм), 5.3 эВ (234 нм), 4.96 эВ (250 нм) и 4.6 эВ (270 нм). Сравнение полученных данных с результатами по оптическому поглощению и с результатами независимых исследований показало, что компоненты > 5.4 эВ обусловлены межзонными переходами. Наблюдаемые полосы с энергиями максимумов < 5 эВ могут быть связаны с прямым возбуждением электронов из валентной зоны на уровни захвата в запрещенной зоне. 3) Установлено, что в спектрах люминесценции исследуемых наноструктурированных порошков h-BN наблюдаются полосы свечения с близкими характеристиками при различных видах стимуляции. В спектрах КЛ, ФЛ и ТЛ регистрируется компонента I: 2.83 – 3.00 эВ. Компоненты II (3.1 эВ), III (3.45 эВ) и IV (3.7 – 3.89 эВ) наблюдаются в ходе термо- и фотолюминесценции. С учетом данных из независимых источников, показано, что указанные максимумы свечения обусловлены, главным образом, процессами рекомбинации с участием центров, уровни которых образованы примесями кислорода ON и углерода CN, а также вакансиями азота VN различных типов. 4) При анализе спектрально-температурных характеристик люминесценции УФ-облученных порошков h-BN показано, что в спектральном составе ТЛ максимума при Tм = 345 К присутствуют полосы 3.0 эВ и 3.9 эВ. Установлено, что наблюдаемый в диапазоне 300 – 400 К ТЛ-отклик формируется за счет опустошения активной ловушки на основе одноборного VN-центра. Наблюдаемые ТЛ процессы проанализированы в рамках формализма кинетики общего порядка, рассчитаны значения энергии активации Ea = 0.8-0.9 эВ. 5) Полученные результаты с учетом независимых литературных данных были обобщены в виде зонных схем энергетических уровней. Показано, что в рамках единой зонной диаграммы могут быть успешно интерпретированы экспериментально наблюдаемые спектры возбуждения и эмиссии фото- и термолюминесценции исследуемых нанопорошков h-BN. Полосы возбуждения с энергиями > 5.4, 4.0-4.3, 4.6, 5.0 и 5.3 эВ обусловлены межзонными переходами и переходами CN → ЗП, ВЗ → VN3, ВЗ → VN1, ВЗ → ON соответственно. Компоненты 3.0-3.1, 3.7 и 3.9 эВ в спектрах свечения могут быть приписаны рекомбинационным процессам с участием примесных центров CN. 6) Сформулированы перспективы дальнейшей разработки темы исследования. Полученные результаты о влиянии точечных структурных нарушений и о высокотемпературных особенностях люминесцентной активности h-BN могут быть использованы для дальнейших систематических исследований в области получения, легирования и изучения свойств неуглеродных слоистых наноструктур.

Аннотация результатов, полученных в 2018 году
В ходе выполнения данного проекта было проведено комплексное экспериментальное исследование спектрально-кинетических закономерностей люминесценции и термостимулированных процессов в ультрадисперсных порошках h-BN и субмикронных кристаллах AlN позволило получить следующие результаты: 1) В наноструктурированном порошке h-BN в предположении внешнего термоактивированного механизма тушения регистрируемой ФЛ имеет место один канал безыизучательной релаксации с энергией активации 0.25 +- 0.03 эВ. 2) Для субмикронных кристаллов AlN нормированные на максимум спектры катодо- и термостимулированной люминесценции имеют практически идентичный вид и представляют собой широкую полосу с максимумом в области 420 +- 5 нм (2.95 эВ) 3) При аппроксимации спектров КЛ в микропорошках AlN были получены 2 полосы гауссовой формы при 2.1 и 2.9 эВ. Для спектров ТЛ после облучения электронами характерна дополнительная компонента – 2.5 эВ. При УФ-облучении в спектрах ТЛ наблюдаются 2.5 и 3.0 эВ. 4) Наиболее эффективное возбуждение ТЛ при УФ-облучении образцов AlN возможно при Тmax = 345±5 К и lexc = 265±5 нм и lem = 420 +- 5 нм. 5) В спектрах возбуждения ТЛ обнаружены три компоненты: 4.71, 5.36 и 5.94 эВ. Показано, что поглощение в области 4.71 эВ может возникать за счет ионизации примесных углеродных центров: CN– + 4.7 эВ → CN0 + e. Менее интенсивная компонента 5.36 эВ связывается со сложным комплексом вида CN + SiAl. Возбуждение в полосе 5.94 эВ может соответствовать межзонным переходам, для которых по различным оценкам ширина запрещенной зоны варьируется в пределах Eg = 5.8-6.2 эВ. 6) В рамках проведенного химического анализа и установленного дефицита атомов в алюминиевой подрешётке показано, что в субмикронных кристаллах AlN наблюдаемое свечение в области 2.1, 2.5 и 2.9 эВ может быть вызвано рекомбинационными процессами с участием кислород-вакансионных комплексов типа (VAl-ON) и (VAl-2ON). 7) Для субмикронных кристаллов AlN характерны центры захвата с термической глубиной Ea = 0.52-0.59 эВ, что соответствует VN.