Особенности легирования порошкообразного ZnS примесью Mn в процессе синтеза и последующего отжига

Методами люминесценции, электронного парамагнитного резонанса и рентгеновской дифракции исследованы особенности легирования порошкообразного ZnS примесью Mn в процессе самораспространяющегося высокотемпературного синтеза и последующего отжига. Полученный порошок представляет собой микрокристаллы ZnS преимущественно гексагональной фазы, (80 $\pm$ 5)%. Установлено, что после синтеза Mn присутствует не только в виде неравномерно распределенной примеси в микрокристаллах ZnS, но также в виде нанокристаллов металлического Mn. Термический отжиг при 800$^\circ$C приводит к дополнительному легированию ZnS из металлического Mn, перераспределению внедренного Mn по объему микрокристаллов, а также к окислению ZnS. В то же время соотношение кубической и гексагональной фаз не изменяется. Показано, что отжиг вызывает уменьшение концентрации дефектов, ответственных за полосы возбуждения люминесценции, соответствующие переходам из основного в возбужденные состояния иона Mn$^{2+}$. В результате отжига происходит также изменение размера области когерентного рассеяния рентгеновского излучения и интенсивности пиков в спектре возбуждения люминесценции с длинами волн 375 и 395 нм. Обсуждаются причины этих изменений и природа соответствующих полос.