Атом - активатор
Cтраница 4
Рекомбинация сопровождается излучением кванта люминесцентного свечения. Время высвечивания люминофора определяется временем жизни возбужденного состоянии атомов активатора, которое обычно не превышает миллиардных долей секунды. Поэтому свечение является кратковременным и исчезает почти вслед за прекращением облучения. [46]
Рекомбинация сопровождается излучением кванта люминесцентного свечения. Время высвечивания люминофора определяется временем жизни возбужденного состояния атомов активатора, которое обычно не превышает миллиардных долей секунды. Поэтому свечение является кратковременным и исчезает почти вслед за прекращением облучения. [47]
Появлению локализованных центров свечения содействует наличие свободных дырок ( возникающих при поглощении энергии возбуждения основным веществом), способных вызвать экзотермическую ионизацию центра свечения. Следовательно, к излучению кванта люминесценции приводит как непосредственная ионизация атомов активатора ( центров свечения), так и ионизация атомов основного вещества, приводящая к появлению пары носителей тока - свободных электрона и дырки. [48]
Появлению локализованных центров свечения содействует наличие свободных дырок ( возникающих при поглощении энергии возбуждения основным веществом), способных вызвать экзотермическую ионизацию центра свечения. Следовательно, к излучению кванта люминесценции приводит как непосредственная ионизация атомов активатора ( центров свечения), так и ионизация атомов основного вещества, приводящая к появлению пары носителей тока - свободных электрона и дырки. [49]
Роль атомов активатора как специальных излучателей в кристаллолюминофорах не подлежит сомнению. Предположение, что акт поглощения приурочен только к местам нарушения решетки, где преимущественно сосредоточены атомы активатора, не выдерживает критики. Возбуждение люминофора электронным лучом, а-частицей или коротким ультрафиолетом вызывает в толще кристалла каскады вторичных электронов, которые движутся во всех направлениях по решетке и передают ей свою кинетическую энергию. Местом поглощения энергии может служить любой элемент решетки. Только при возбуждении люминесценции светом в длинноволновом хвосте кривой поглощения роль мест нарушения или атомов активатора как специальных поглощающих центров приобретает довлеющий характер. В этом случае ход кривой поглощения должен сильно зависеть от условий приготовления люминофора. Особенно большое влияние оказывает термическая обработка. Температура и время прокалки, скорость охлаждения, природа и количество плавня регулируют в основном степень нарушенности решетки и характер распределения в ней активатора. С другой стороны, хорошо известны факты, когда измельчение люминофора до полной утраты им люминесцентной способности практически не меняет хода кривой поглощения. Экспериментальная проверка характера поглощения в каждом люминофоре очень сложна, и опытные данные пока недостаточны для уверенных выводов. [50]
Поляризация ионов при передвижении электронов в полосе проводимости может влиять на скорость передвижения электрона по полосе проводимости, по длительное послесвечение возникает лишь вследствие локализации электронов на относительно глубоких уровнях, образованных атомами активатора и расположенных вблизи атомов активатора. Вблизи каждого атома активатора возможны различные положения локализованного электрона, однако во всяком случае около одного атома активатора может локализоваться не более одного электрона. [51]
Характер возможных электронных переходов указан на схемах стрелками. Для случая переходов, связанных с полосой проводимости, когда поглощение происходит в основной решетке кристалла, а не на атомах активатора, автор предполагает следующий механизм передачи энергии излучающему атому [ 138, стр. [52]
Подобно тому как это имеет место в случае примесных атомов в полупроводниках п - или р-тнпа, так и в данном случае атомы активатора образуют энергетические уровни в запрещенной зоне. Такие переходы электронов на иоии-зированные атомы активатора приводят к излучению видимого света люминофором, так как соответствующие этим переходам разности энергий лежат в видимой области спектра. [53]
Этот аргумент показывает, что авторы недопоняли наш механизм, полагая, что, согласно этому механизму, центрами свечения являются не атомы активатора, а локальные уровни хе-мосорбированных частиц. В действительности же последним мы отводим роль лишь поставщиков ( в результате процессов адсорбции и рекомбинации) свободных электронов и дырок, которые переносят энергию рекомбинации к атомам активатора. [54]
Все дальнейшее может быть легко обобщено на случай, когда атомы активатора являются акцепторами. Обозначим через AL нейтральный атом активатора; через eL и pL - соответственно свободный электрон и свободную дырку в решетке; через ApL - ионизованный атом активатора ( атом активатора с локализованной на нем дыркой); здесь L - символ решетки. [55]
Интенсивность свечения в значительной степени зависит также от температуры. Природа люминесценции фотопроводников объясняется при помощи модели электронных энергетических зон ( ср. Атомы активаторов и дефекты решетки образуют локализованные энергетические уровни - ( центры люминесценции L и ловушки электронов М) в запрещенной зоне. [57]
Твердые тела, представляющие собой эффективно люминесцирующие искусственно приготовленные кристаллы с чужеродными примесями, получили название кристал-лофосфоров. При поглощении атомом активатора фотона с энергией hv электрон с примесного уровня переводится в зону проводимости, свободно перемещается по кристаллу до тех пор, пока не встретится с ионом активатора и не рекомбинирует с ним, перейдя вновь на примесный уровень. Рекомбинация сопровождается излучением кванта люминесцентного свечения. [58]
Первоначальные воззрения Ленарда [ 157 были основаны на опытах с сульфидами щелочноземельных металлов. По его представлениям атом активатора в них химически связан с основными компонентами решетки за счет побочных валентностей и образует как бы сложную молекулу. Состав такой молекулы не может быть выражен обычной химической формулой. Стехиометрические соотношения в ней очень неопределенны; на один чуждый атом может приходиться различное число основных элементов кристалла, расположенных в виде цепи или замкнутого кольца. В такой громоздкой искусственно созданной молекуле-центре протекают акты поглощения и излучения. Процесс возбуждения состоит в отделении электрона от атома активатора. Возбужденный электрон не выходит, однако, за пределы центра и при возвращении в первоначальное состояние дает начало люминесцентному излучению. Возбужденное состояние может быть достаточно устойчивым в зависимости от степени энергетической изолированности центра. Это объясняет случаи длительного послесвечения. Последнее тем больше, чем меньше число атомов активатора; сами центры при этом крупнее и активные атомы лучше изолированы от окружающей обстановки и друг от друга. [59]
Страницы: 1 2 3 4