В этих системах были исследованы радиационные центры методом ЭПР и термолюминесценции, а также симметрия и сила кристаллических полей как в регулярных узлах решетки методом ЯМР, так и на примесных ионах Fe3+ и V4+ методом ЭПР. Радиационные центры в алюмосиликатах. Известно, что в кристаллическом кварце при облучении ионизирующей радиацией возникают центры окраски, термолюминесценция и ЭПР, обусловленные примесным алюминием, замещающим кремний в тетраэдрах. Модель этих центров рассчитали О’Брайн и Прайс еще в 1955 г. Алюминий в тетраэдре захватывает лишний электрон для образования «р3-гибридных связей с кислородами. При облучении «лишний» слабо связанный электрон выбивается из одной из несвязывающих орбит кислорода, общего для А104- и 8Ю4-тетраэдров.

В кислородной орбите образуется дырка, взаимодействующая с ядром А1, что указывает на перекрывание орбит А1-О. В каркасных алюмосиликатах алюминий также находится в тетраэдрах, образующих с кремнекислородными тетраэдрами единый каркас. Первой задачей было выяснение состояния алюминия и характера А1-О-связи в тех случаях, когда он является не примесью, а составляющей основной структуры. Было установлено, что алюмокислородные тетраэдры и в регулярной структуре обладают слабо связанными электронами.

При облучении УФ-, рентгеновскими и во всех каркасных алюмосиликатах возникают дырочные центры, в которых дырка взаимодействует с двумя ядрами 27А1. На основании эксперимента была построена и рассчитана модель сложного центра, состоящего из двух пар тетраэдров A104+Si04, в которой дырка поделена между двумя мостиковыми кислородами. Время жизни и концентрация центров обусловлены числом и глубиной захватывающих выбитые облучением электроны.

Число и глубина ловушек обусловлены расположением щелочных или щелочноземельных катионов. Модель центра и величина сверхтонкого взаимодействия указывают не только на существенно ковалентный характер связи в алюмосиликатах и изменение его в сторону увеличения ковалентности А1-О-связи по сравнению с кварцем, но и на перекрывание орбит кислородных атомов, принадлежащих различным тетраэдрам. Было установлено также, что ни в одном из силикатов алюминия, ни при каком способе облучения подобные центры не образуются.

Очевидно, наличие слабо связанных электронов и существенная ковалентность А1-О-связи характерны для тетраэдрического алюминия.