Органический кристалл
Cтраница 1
 |
Схема уровней сложной молекулы.| Спектры испускания и поглощения сложных молекул. [1] |
Органические кристаллы имеют сравнительно высокую конверсионную и техническую эффективность, но на практике применяются редко, главным образом из-за сложности изготовления. Существенно шире применяются сцинтиллирующие растворы, состоящие из твердого ( чаще всего пластмассы) или жидкого растворителя и сцинтиллирующей добавки. Такие сцин-тилляторы имеют в два-три раза меньшую конверсионную эффективность, чем органические кристаллы. Однако благодаря простоте изготовления датчиков любого размера и формы и короткому времени высвечивания сцин-тиллирующие пластмассы практически нацело вытеснили органические кристаллы. [2]
Органические кристаллы обычно имеют меньшую диэлектрическую проницаемость, а расстояние между молекулами больше, чем в неорганических, так как молекулы связаны между собой силами Ван-дер - Ваальса. Поэтому в таких кристаллах предположение об экситонном механизме передачи энергии менее обосновано. Тем не менее если орбита возбужденного электрона одной молекулы перекрывается с невозбужденной орбитой соседней молекулы, то может произойти обмен энергией. Эксперимент показывает, что в кристаллах описанный выше процесс гораздо более эффективен, чем в растворах, где такой механизм обмена энергией может осуществляться только при столкновениях молекул растворенного вещества. Возможность безизлучательных потерь энергии во время многочисленных столкновений молекул растворителя с молекулами растворенного вещества, происходящих в промежутки времени между эффективными столкновениями одних только растворенных молекул, служит одной из причин меньшей эффективности такого механизма. Примесная флуоресценция в кристаллах обычно резко уменьшается при их плавлении вследствие тушения, обусловленного столкновениями. [3]
Органические кристаллы подвержены радиационному повреждению. Под воздействием интенсивного облучения органические кристаллы стареют, уменьшая световой выход. Старение неодинаково по всему объему кристалла. Сцинтилляционные свойства кристалла частично восстанавливаются при длительных перерывах в работе. [4]
Люминесцирующие органические кристаллы в качестве ецинтилля-торов применяются в виде монокристаллов, выращенных из расплава. Применяется также нафталин с небольшой примесью антрацена; он значительно легче, чем антрацен, выращивается в виде очень крупных прозрачных монокристаллов. [5]
 |
Блок-схема сцинтилляционного счетчика и регистрирующей аппаратуры. [6] |
Наиболее употребительными органическими кристаллами являются антрацен и стильбен. Для стильбена эти характеристики соответственно равны 2 4 % и 8 2 - 1С - - 9 сек. [7]
Все органические кристаллы построены из молекул со сравнительно слабыми связями между ними. [8]
Некоторые органические кристаллы, в которых молекулы удерживаются водородными связями, существуют более чем в одной модификации. Полиморфное изменение при этом состоит в перераспределении молекул, и поэтому его можно сравнивать с вышеприведенными случаями ( см. стр. [9]
Если органический кристалл покрыть металлической пленкой, то, поскольку вблизи металла решетка поляризуется, появляется возможность создавать поверхностные состояния. Этот вопрос обсуждается в гл. [11]
Поскольку органические кристаллы обычно сильно анизотропны, эти значения коэффициента диффузии при комнатной температуре представляют собой усредненные величины. Меньшее значение D в нафталине, по-видимому, обусловлено меньшей по сравнению со случаем антрацена силой осциллятора перехода S0 - Sj в нафталине. [12]
Рассмотрим диэлектрический органический кристалл ароматического углеводорода - антрацена. В нем обнаруживаются по крайней мере два необычных и интересных свойства. При поглощении света в ближнем ультрафиолете кристалл флуоресцирует голубым светом почти со стопроцентной эффективностью, причем, как было показано, поглощенная энергия до выхода ее в виде флуоресценции может переноситься от места возбуждения на значительное расстояние. Такое подвижное электронно-возбужденное нейтральное кристаллическое состояние называется экситоном. Более того, если экситон взаимодействует с электродом, дефектом, примесью или с другим возбужденным состоянием, кристалл может ионизоваться, при этом свободный носитель ( или носители) может дать электрический ток. Эта способность кристалла антрацена становиться при поглощении света в какой-то степени электропроводным не случайна. [13]
Выращивание органических кристаллов упариванием растворов в последнее время продемонстрировано на примерах получения кристаллов малоновой кислоты [55], М - ацетилглицина [60] и гексагидрата гуанидиналю-минийсульфата [73] из водных растворов; салола [2] и стеариновой кислоты [72] из бензола; янтарной кислоты [30] из этилацетата; н-гексатриакон-тана [20] из петролейного эфира. [14]
Большинство органических кристаллов, а также элементы V и VI групп таблицы Менделеева ( сера, селен, теллур, фосфор) характеризуются молекулярной химической связью. Эта связь возникает между атомами, молекулами и их комплексами, имеющими заполненные валентные оболочки. Будучи электрически нейтральными, такие образования обладают постоянным или мгновенным дипольным моментом, связанным с несимметричным распределением электрических зарядов. В результате взаимодействия дипольных моментов и возникают сравнительно слабые силы притяжения Ван-дер - Ва-альса такого же типа, как и в жидкостях. Кристаллы с молекулярной связью имеют малую твердость и низкую температуру плавления. В большинстве кристаллов химические связи трудно отнести к какому-нибудь одному типу. Если рассматривать всю совокупность известных полупроводниковых веществ, то в них можно обнаружить все типы химических связей, за исключением чисто металлической. [15]
Страницы: 1 2 3 4 5