Thermoluminescence processes in CaF2: Ce, Mn

Luminescence measurements (photo‐, X‐ray‐induced and thermo‐), ionic thermocurrent and optical absorption data are presented on CaF2 doped with Ce and with Mn. The purpose of the study is to examine the processes of energy storage in this material following irradiation, and the subsequent release of this energy in the form of luminescence. In the Ce‐doped samples Ce2+ centers and photochromic centers are known to be the major defects induced by radiation. Ionic thermocurrent data presented in this work indicate that Ce3+‐F int−(C4v) centers are not the precursers to these defects in the dose range used, as previously suggested. The major defects induced by radiation in the Mn‐doped samples are not identified. However, the data lead us to propose that the primary mechanism of thermoluminescence emission from the material involves the re‐absorption of e−–Vk recombination luminescence by Ce and Mn‐related defects induced by radiation. Strong competition between the Ce‐related and the Mn‐related defects is evident such that Mn absorption, and therefore Mn luminescence, is significantly reduced in the presence of Ce impurities. A similar, but lesser, effect on the Ce absorption and luminescence is observed as the Mn content is increased. There is no evidence of significant energy transfer from Ce to Mn in the thermoluminescence or X‐ray‐induced luminescence processes, in contrast to earlier beliefs. Lumineszenzmessungen (Photo‐, Röntgeninduzierte‐ und Thermo‐Lumineszenz) sowie Daten über thermisch stimulierten Entladungsstrom und optische Absorption für Mn‐ und Ce‐dotiertes CaF2 werden angegeben. Der Zweck dieser Untersuchung ist, die Prozesse, mit denen dieses Material nach Bestrahlung Energie speichert und darauf diese Energie als Lumineszenz freisetzt, zu untersuchen. Es ist bekannt, daß Ce2+‐Zentren und photochromatische Zentren die wichtigsten der strahlungsinduzierten Störstellen in Ce‐dotierten Proben sind. Die in dieser Arbeit mitgeteilten Daten zeigen in dem verwendeten Dosisbereich, daß die Ce3+–F int−(C4v) Zentren nicht die Vorläufer dieser Störstellen sind, wie vorgeschlagen wurde. Die wichtigsten strahlungsinduzierten Störstellen in den Mn‐dotierten Proben werden nicht identifiziert. Aber aufgrund der Daten wird vorgeschlagen, daß der Hauptmechanismus der Thermolumineszenz in diesem Material die Resorption von e−–Vk. Rekombinationslumineszenz von strahlungsinduzierten Ce‐ und Mnassoziierten Störstellen ist. Stark konkurrierende Haftprozesse zwische