Собственная и примесная люминесценция кристаллического кварца

Исследованы температурные зависимости интенсивности люминесценции автолокализованного экситона и германиевого центра свечения в чистом и активированном германием кварце. Обнаружено, что в чистых образцах свечение автолокализованного экситона не зависит от температуры в интервале 100$-$2 K, а свечение германиевого центра сильно снижается при температурах ниже 40$-$50 K как при рентгеновозбуждении, так и внутрицентровом возбуждении. Падение выхода люминесценции сопровождается длительным послесвечением и высокоинтенсивными пиками термовысвечивания при 50 и 74 K, что указывает на захват и освобождение носителей заряда с последующей рекомбинационной люминесценцией. Получено, что пики термовысвечивания при 50 и 74 K могут быть созданы перезарядкой комплексных дефектов, включающих германий и междоузельные ионы щелочных металлов или ионов благородных металлов. Поскольку германий образует эффективные центры захвата электронов, то предполагалось, что дырка, автолокализованная в бездефектных областях решетки, должна была бы выявиться. Поскольку не получено эффектов, связанных с такой дыркой, то высказывается гипотеза, что дырка в кристаллическом кварце остается подвижным поляроном вплоть до температур жидкого гелия, а ранее наблюдавшиеся свойства, приписанные автолокализации дырок, вызваны локализацией дырок вблизи примесных и собственных дефектов.