Colour centre recovery in yttria-stabilised zirconia: photo-induced versus thermal processes

Autor: François Beuneu, Gérald Lelong, Laurent Binet, Maxime Guillaumet, Jean-Marc Costantini, Nadia Touati
Přispěvatelé: Service des Recherches Métallurgiques Appliquées (SRMA), Département des Matériaux pour le Nucléaire (DMN), CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Institut de Recherche de Chimie Paris (IRCP), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ministère de la Culture (MC), Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie (IMPMC), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR206-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des Solides Irradiés (LSI), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), We thank the French EMIR network for supporting this researchprogram, Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Ministère de la Culture (MC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École polytechnique (X)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2018
Předmět:
Zdroj: Philosophical Magazine
Philosophical Magazine, 2018, 98 (14), pp.1241-1255. ⟨10.1080/14786435.2018.1432907⟩
Philosophical Magazine, Taylor & Francis, 2018, 98 (14), pp.1241-1255. ⟨10.1080/14786435.2018.1432907⟩
ISSN: 1478-6435
DOI: 10.1080/14786435.2018.1432907⟩
Popis: International audience; The photo-annealing of colour centres in yttria-stabilized zirconia (YSZ) was studied by electron paramagnetic resonance spectroscopy upon UV-ray or laser light illumination, and compared to thermal annealing. Stable hole centres (HCs) were produced in as-grown YSZ single crystals by UV-ray irradiation at room temperature. The numbers of HCs decays to non-zero asymptotic values when UV light is set off. The HCs produced by 200-MeV Au ion irradiation are partially bleached by UV light, whereas the F$^+$-type centres (involving oxygen vacancies) were left unchanged. In contrast, a significant photo-annealing of the latter point defects was achieved in 1.4-MeV electron-irradiated YSZ by 553-nm laser light irradiation, inside the absorption band of F$^+$-type centres centred at a wavelength $\sim$550 nm. Thermal annealing of F$^+$-type centres was also followed by UV-visible absorption spectroscopy. Almost complete photo-bleaching by laser irradiation was achieved like for thermal bleaching at $\sim$500K. Kinetic rate models of colour-centre evolution are proposed for the photo-induced processes and correlated to the thermally-activated ones.
Databáze: OpenAIRE
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