Свечение - фосфор
Cтраница 4
Поэтому соотношение (3.20) утверждает, что интенсивность свечения в данный момент зависит лишь от величины аккумулированной фосфором световой энергии, но не от характера распределения ее в фосфоре между различными уровнями локализации. Иначе говоря, одинаковой по величине световой сумме фосфора должна соответствовать одинаковая яркость свечения фосфора вне зависимости от того, каким образом она получена. Такой результат вполне естествен, так как в основу составления дифференциальных уравнений было положено предположение о полной тождественности всех уровней локализации и о существовании всего одной системы уровней локализации. Очевидно, что поведение всех электронов на подобных уровнях будет одинаковым. Как было показано выше, у реальных фосфоров яркость свечения зависит не только от величины аккумулированной фосфором световой суммы, но и от характера ее закрепления в фосфоре, зависящего от способа возбуждения; отсюда следует недостаточность взятого приближения, пригодного, однако, для выяснения характера процесса. [46]
Обычно на поверхности кристаллофосфоров существуют энергетические барьеры, образовавшиеся в результате перехода зарядов из объема кристаллов на поверхностные уровни, природа которых, как уже отмечалось, может быть различной. В подобных барьерах могут создаваться условия, необходимые для ионизации атомов примеси - центров свечения фосфора - или решетки сильным электрическим полем. Авторы наблюдали ряд явлений, свидетельствующих о том, что на поверхности монокристаллов ZnO, ZnS и SiC имеются запирающие барьеры, свойства которых зависят от окружающей среды и связаны с яркостью электролюминесценции. [47]
Обычно на поверхности кристаллофосфоров существуют энергетические барьеры, образовавшиеся в результате перехода зарядов из объема кристаллов на поверхностные уровни, природа которых, как уже отмечалось, может быть различной. В подобных барьерах могут создаваться условия, необходимые для ионизации атомов примеси - центров свечения фосфора - или решетки сильным электрическим полем. Авторы наблюдали ряд явлений, свидетельствующих о том, что на поверхности монокристаллов ZnO, ZnS и SiC имеются запирающие барьеры, свойства которых зависят от окружающей среды и связаны с яркостью электролюминесценции. [48]
Из изложенного следует, что в этом случае исследование процессов разгорания и затухания люминесценции даст возможность изучить кинетику каталитических процессов, происходящих на поверхности фосфора, и позволит с исходных позиций изложенного в гл. III механизма возбуждения радикалолюминесцен-ции указать элементарный акт, определяющий как скорость рекомбинации, так и интенсивность свечения фосфора. [49]
Переход к кристаллофосфорам [1, 2] дает возможность получать интенсивную флуоресценцию с характерным линейчатым спектром для всех РЗЭ, за исключением La, Lu и Се. В этом случае РЗЭ выполняют роль активатора - небольшой примеси, входящей в состав основного вещества и определяющей характер свечения фосфора. Фотолюминесценция кристаллофосфоров может возбуждаться как при поглощении света самим активатором, так и при передаче ему световой энергии, поглощенной основным веществом. Необходимым условием свечения таких систем является кристаллическое состояние вещества основы, для чего кри-сталлофосфор подвергают термической обработке. Основным веществом для кристаллофосфоров с РЗЭ могут служить окислы, сульфиды, сульфаты, силикаты, фосфаты, хлориды, оксихлориды, вольфраматы, молибдаты, ортована-даты и другие соединения металлов II, III и IV групп периодической системы элементов. Исследовали фториды магния, кальция, хрома, бария и натрия [67-70], сульфаты свинца [71, 72], вольфраматы и молибдаты кальция [73, 74] и другие соединения. [50]
Реальные фосфоры в громадном большинстве случаев имеют не менее двух активаторов, так как даже при полном удалении посторонних примесей при прокаливании шихты в кристалле образуются нейтральные атомы металла ( основания), являющиеся добавочным активатором, неизбежно присутствующим в фосфоре. Каждый из активаторов дает свою полосу излучения, причем, однако, оптические свойства фосфора с двумя активаторами отнюдь не получаются аддитивно из свойств свечения фосфоров с единичными активаторами. Взаимодействие во многих случаях столь значительно, что заставляет предполагать возникновение сложных химических образований из ионов обоих активаторов, а также участие в этих образованиях анионов плавня. [51]
Повышение температуры ускоряет освобождение локализованных электронов с мест локализации и, следовательно, нарушает насыщение, открывая возможность дальнейшего поглощения возбуждающего света марганцевыми центрами, что ведет к увеличению яркости свечения полосы марганца. Таким образом, в предложенном толковании явления увеличения яркости свечения от нагревания можно ожидать лишь при применении столь интенсивного возбуждения, которое дает возможность получить насыщение марганцового свечения фосфора. Действительно, во всех тех случаях, когда возможность насыщения устраняется или ослабляется, увеличение яркости свечения при повышении температуры или исчезает или уменьшается. [52]
 |
Затухание ZnS CdS Си-фосфорж в логарифмических координатах. Содержание ZnS принято за 100 %. цифры около кривых - содержание CdS. [53] |
Исследование затухания свечения ZnS-Cu и ZnS-CdS - Си-фосфоров производилось неоднократно и достаточно подробно. Зеленое свечение меди при достаточно быстром вращении диска фосфороскопа почти равномерно размывается по окружности. Равномерность свечения фосфора по всей окружности указывает на слабость в этих условиях возбуждения кратковременных процессов с длительностью l ( h2 - 10 - 3 сек. Эти процессы, однако, развиваются при интенсивном возбуждении, в частности при возбуждении катодными лучами. [54]
Цепные разветвляющиеся реакции окисления и воспламенения характеризуются специфическими особенностями. Как показали исследования Н. Н. Семенова, С. Н. Гиншельвуда, реакции такого типа возможны, если внешнее давление не превышает некоторого верхнего предела. Так, свечение фосфора, вызванное его окислением, прекращается при замене воздуха кислородом при атмосферном давлении, но восстанавливается при уменьшении давления в 2 - 3 раза. Стойкие при атмосферном давлении смеси РН3 О2 или SiH4 O2 самопроизвольно взрываются при понижении давления. Для реакций такого типа имеется нижний предел давлений, при переходе через который реакция прекращается. [55]
В связи с разветвленными цепными процессами во взрывных реакциях существуют пределы по давлению. Известно, что юкислениети воспламенение возможны лишь в том случае, когда давление не выходит за границы минимального и максимального. Например, свечение фосфора, вызванное его окислением, прекращается, если воздух заменить кислородом при давлении I атм, но возобновляется, если давление упадет до 0 5 - 0 4 атм. Смеси РНз - ( - О2 и SiH4 O2, стойкие при атмосферном давлении, взрывают при пониженном давлении. [56]
Мелкие уровни освобождаются уже при температуре жидкого азота, глубокие - при - f - 300, - f - 400 C. При постепенном нагревании предварительно возбужденного фосфора последовательно освобождаются уровни разной глубины, и интенсивность термолюминесценции то увеличивается, то уменьшается. Кривые, характеризующие зависимость яркости свечения фосфора от температуры, получили название кривых термического высвечивания. Они являются важной характеристикой кристаллофосфоров и могут быть использованы для аналитических целей. [57]
 |
Структура кристаллов типа MX.| Зависимость - световой суммы ZnS-Си - фосфоров от температуры криста л л изации. [58] |
Приготовление фосфоров на основе сернистого цинка производится обычно путем прокаливания с активатором, вводимым в шихту в виде хлористой, реже азотнокислой соли. В состав шихты входит также плавень. Большое количество плавня снижает яркость свечения фосфора. [59]
Страницы: 1 2 3 4