ИССЛЕДОВАНИЕ МОНОКРИСТАЛЛОВ СaМoО4 С НИЗКИМ ОСТАТОЧНЫМ ПОГЛОЩЕНИЕМ

Молибдат кальция, обогащенный изотопом 100Мо (40Ca100MoO4) − материал, перспективный для применения в сцинтилляционном криогенном детекторе. Основные требования к рабочим элементам детекторов следующие: отсутствие окраски, значение показателя ослабления μ не более 0,01 см−1 на длине волны 520 нм.
Исследованы монокристаллы молибдата кальция, обогащенные изотопом 100Мо и легированные Nb5+.
Изучено влияние изотермических отжигов на спектры показателя ослабления в диапазоне длин волн от 350 до 700 нм.
На спектрах ослабления образцов, обогащенных изотопом 100Мо, выявлена широкая полоса поглощения с максимумом λ = 460 нм. Для таких кристаллов в направлениях исследования, перпендикулярных оптической оси, обнаружено явление дихроизма, которое связано с анизотропией центров окраски в кристаллах. Установлено, что окислительный отжиг образцов из обогащенных кристаллов 40Ca100MoO4 при температуре Т = 1250 °С в атмосфере О2 приводит к существенному уменьшению интенсивности полосы при λ ~ 460 нм.
Показатель ослабления кристаллов 40Ca100MoO4, легированных Nb5+, соответствует установленным требованиям и составляет μ << 0,01 см−1при λ =  520 нм. Установлено, что в области 460 нм отсутствует полоса поглощения и не наблюдается дихроизм. 

1. Блистанов, А. А. Кристаллы квантовой и нелинейной оптики / А. А. Блистанов − М. : МИСиС, 2007.

2. Кирсанова, С. В. Синтез и физико−химические свойства кристаллических материалов для сенсорных устройств в системе Li2MoO4—Li2WO4: дисс. ... канд. хим. наук. − М. : РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2010. − 150 с.

3. Mikhailik, V. B. Cryogenic scintillators in searches for extremely rare events / V. B. Mikhailik, H. Kraus // J. Phys. D: Appl. Phys. − 2006. − V. 39. − P. 1181—1191.

4. Arnaboldi, C. A novel technique of particle identification with bolometric detectors / C. Arnaboldi, C. Brofferio, O. Cremonesi, L. Gironi, M. Pavan, G. Pessina, S. Pirro, E. Previtali // Astropart. Phys. − 2011. − V. 34, iss. 11. − P. 797—804.

5. Annenkov, A. N. Development of CaMoO4 crystal scintillators for a double beta decay experiment with 100Mo / A. N. Annenkov, O. A. Buzanov, F. A. Danevich, A. Sh. Georgadze, S. K. Kim, H. J. Kim, Y. D. Kim, V. V. Kobychev, V. N. Kornoukhov, M. Korzhik, J. I. Lee, O. Missevitch, V. M. Mokina, S. S. Nagorny, A. S. Nikolaiko, D. V. Poda, R. B. Podviyanuk, D. J. Sedlak, O. G. Shkulkova, J. H. So, I. M. Solsky, V. I. Tretyak, S. S. Yurchenko // Phys. Res. A. − 2008. − V. 584. − P. 334—345.

6. Lee,S.J.ThedevelopmentofacryogenicdetectorwithCaMoO4 crystals for neutrinoless double beta decay search / S. J. Lee, J. H. Choi, F. A. Danevich, Y. S. Jang, W. G. Kang, N. Khanbekov, H.J.Kim, I. H. Kim, S. C. Kim, S. K. Kim, Y. D. Kim, Y. H. Kim, V. V. Kobychev, V. N. Kornoukhov, J. I. Lee, J. S. Lee, K. B. Lee, M. K. Lee, Y. H. Lee, S. S. Myung, J. H. So, V. I. Tretyak, Y. Yuryev // Astropart. Phys. − 2011. − V. 34, iss. 9. − P. 732—737.

7. Boehm,F.Physicsofmassiveneutrinos/F.Boehm,P.Vogel. − Cambridge (England) : Cambridge University Press, 1987. − 211 p.

8. Zdesenko, Yu. G. Colloquium: The future of double β decay research / Yu. G. Zdesenko // Rev. Modern Phys. − 2002. − V. 74. − P.663—683.

9. Bilenky, S. M. Neutrinoless double−β decay: status and future / S. M. Bilenky // Physics of Atomic Nuclei. − 2006. − V. 69. − P. 2134—2140.

10. Khanbekov, N. D. AMoRE: Collaboration for searches for the neutrinoless double−beta decay of the isotope of 100Mo with the aid of 40Ca100MoO4 as a cryogenic scintillation detector / N. D. Khanbekov // Physics of Atomic Nuclei. − 2013. − V. 76, iss. 9. − P. 1086—1089.

11. Busanov, O. A. Background radioactivity of construction materials, raw substance and ready−made CaMoO4 crystals / O. A. Busanov, R. A. Etezov, Yu. M. Gavriljuk, A. M. Gezhaev, V. V. Kazalov, V. N. Kornoukhov, V. V. Kuzminov, P. S. Moseev, S. I. Panasenko, S. S. Ratkevich, S. P. Yakimenko // EPJ Web of Conf. − 2014. − V. 65. − Article Number 03002. − 4 p.

12. Alenkov, V. V. Growth and characterization of isotopically enriched 40Ca100MoO4 single crystals for rare event search experiments / V. V. Alenkov, O. A. Buzanov, N. Khanbekov, S. K. Kim, H. J. Kim, V. N. Kornoukhov, H. Kraus, V. B. Mikhailik // Cryst. Res. Technol. − 2011. − V. 46, N 12. − P. 1223—1228.

13. Petrov, A. Electrical conductivity of CaMoO4 / A. Petrov, P. Kofstad //J. Solid State Chem. − 1979. − V. 30, iss. 1. − P. 83—88.

14. Flournoy, P. A. Laser characteristics of niobium compensated CaMoO4 and SrMoO4 / P. A. Flournoy, L. H. Brixner // J. Electrochem. Soc. − 1965. − V. 112, iss. 8. − P. 779—781.

15. Лимаренко, Л. Н. Влияние структурных дефектов на физические свойства вольфраматов / Л. Н. Лимаренко, А. Е. Носенко, М. В. Пашковский, Д.−Л. Л. Футорский. − Львов : Вища школа, 1978. − 160 с.

16. ГОСТ3520−92.Материалыоптические.Методыопределения показателей ослабления. − М. : Изд−во стандартов, 1992.

17. Bond,W.L.Measurementoftherefractiveindicesofseveral crystals / W. L. Bond // J. Appl. Phys. − 1965. − V. 36. − P. 1674—1677. 18. Dörr, F. Spectroscopy with polarized light / F. Dörr // Angewandte Chemie International Edition in English. − 1966. − V. 5, iss. 5. − P. 478—495.