Determination of trapping parameters from thermoluminescence glow curves by computer glow curve deconvolution method

Abstract

Bu yüksek lisans tezinde farklı ısıtma hızı oranlarında herhangi bir anlamı olmayan yaklaşım fonksiyonları kullanmaksızın termolüminesans diferansiyel denklemleri nümerik olarak çözülerek sentetik ışıldama eğrileri elde edildi. Elde edilen sentetik ışıldama eğrileri sadece bir ışıldama tepesi içermektedir. Tüm sentetik ışıldama eğrileri bilgisayar ile ışıldama eğrisi ayrışma metodu (eğri uydurma metodu) kullanılarak analiz edildi. Eğri uydurma metodunun sonucu, nümerik çözümlerde kullanılan giriş verileri ile karşılaştırılarak, doğru sonuç verip vermediği karşılaştırıldı. Eğri uydurma metodunun sonuçlarının giriş değerleri birinci dereceden (An<<Ah) ve ikinci dereceden (An?Ah) TL kinetik denklemlerine yakın seçildiğinde aralarındaki uyumun oldukça güzel olduğu görüldü. Özellikle, elektron tuzakları tümüyle elektronlar tarafından doldurulduğunda (no?Nt), giriş değerleri ile eğri uydurma metodunun sonuçları mükemmel derecede uyum içinde olduğu görüldü. Diğer yandan, iletkenlik bandındaki elektronların yeniden elektron tuzaklarına geçiş katsayısı An'nin, birleşme merkezlerine geçiş katsayısı Ah'dan büyük olduğunda bu uyumun bozulmaya başladığı ve özellikle yüksek An/Ah oranlarında uyumun oldukça kötü olduğu görülmüştür. Sonuçta, eğri uydurma metodunun sonuçları ile giriş değerleri karşılaştırıldığında, aralarındaki uyumun elektron geçiş katsayılarının oranına (An/Ah) ile elektron tuzaklarındaki elektron konsantrasyonuna (no/Nt) oldukça bağlı olduğu elde edildi.

In the given study, the synthetic glow curves were numerically obtained by directly solving the differential equations of thermoluminescence (TL) process without the use of approximating functions that have no physical meaning after different heating rates. The synthetic glow curves include a single TL glow peak. All of the simulated glow curves were analyzed by a glow curve deconvolution (fitting) program. The results of curve fitting program were compared with the input values to obtaining whether it reflects correct values of them or not. It was observed that the agreements between input parameters and results of curve fitting program are very good when the input parameters were chosen as very close to the first-order (An<<Ah) and second-order (An?Ah) kinetics. Especially, if the concentration of trapped electrons (no) is equal or very close to the number of electron traps (Nt), the agreement between simulated and fitted glow curves becomes excellent. On the other hand, if the transition coefficient for electrons in the conduction band becoming trapped (An) is greater than the recombination transition coefficient for electrons in the conduction band with holes in centers (Ah), the agreement between numerically simulated and fitted glow curves is decreased. Especially, the success of fit is very bad at the high values of An/Ah ratios. As a result, the comparisons of resulting fitting parameters and input parameters indicate that the goodness of fit and agreement between input and fitted parameters are highly depend upon the ratio of transition coefficients (An/Ah) and occupancies of electron traps (no/Nt).