Нестандартная кинетика низкотемпературной люминесценции микро- и нанопорошков антазной фазы диоксида титана

Показано, что известная полоса люминесценции диоксида титана (анатаз), наблюдаемая в диапазоне $ 2.0$–$2.5 $ эВ, при низких ($ 5 $ К) температурах демонстрирует степенной характер затухания, который для микрокристаллов регистрируется в широком диапазоне времен задержки ${\sim}\,20$ нс–$1$ мс. При этом характерное время гашения сигнала люминесценции достигает ${\sim}\,100 $ мкс. Предложена простая модель, которая, в случае степенного спада, позволяет восстановить статистику распределения излучающих состояний по их временам жизни. На основе данной модели обнаруженные степенные спады отождествлены с механизмами излучательной рекомбинации, при которых электрон, связанный на доноре, рекомбинирует с дыркой, связанной на акцепторе. При переходе к кристаллам с размером ${\sim}\,10$ нм степенные спады сигнала, характерные для данного механизма, также регистрируются, но наблюдается перестройка кинетики люминесценции, связанная с безызлучательной рекомбинацией электронно-дырочных пар через поверхностные состояния.