Центр - тушение
Cтраница 1
 |
К объяснению безызлу-чательных переходов в центрах тушения и различия в величинах оптической Е, и термической Ет, Е0 энергии активации. [1] |
Центры тушения этого типа могут обладать рядом возбужденных состояний, потенциальные кривые которых пересекаются. В этом случае происходит каскадный безызлучательный переход на нижний возбужденный уровень с последующим испусканием кванта длинноволнового ( чаще всего инфракрасного) света при переходе центра в основное состояние ( см. цитируемые в гл. Впрочем, последний переход может быть и безызлучательным. [2]
Центрами тушения являются также глубокие ловушки, образуемые кислородом и небольшими количествами кадмия ( по этой причине в ряду ZnS CdS-Cl - и ZnS GdS-Ag, Cl-фосфоров при 5 - 10 мол. Следует иметь в виду, что помимо электронно-дырочной передачи энергии от центров свечения к центрам тушения, роль которых по отношению к данной полосе могут играть, в частности, центры свечения, излучающие в другой области спектра, возможна и резонансная передача. Это имеет место, например, у ряда фосфоров на основе солей кислородсодержащих кислот. [3]
Следует отметить, что роль центров тушения могут играть и мелкие электронные ловушки. При понижении температуры увеличивается время пребывания в них электронов, а поэтому и вероятность рекомбинации последних с дырками. При возбуждении люминесценции излучением, поглощаемым основной решеткой люминофора, это вызывает в низкотемпературной области падение квантового выхода при уменьшении температуры. В результате на кривой 1 ( Т) появляется максимум. Он возникает и в тех случаях, когда конкурирующим центром является мелкая дырочная ловушка. Так, переход дырок в ZnS-1 10 - 5Си - фосфоре от голубых центров к зеленым вызывает в определенном температурном интервале рост интенсивности зеленой полосы при увеличении температуры. В этих и других случаях одновременного протекания нескольких зависящих от температуры процессов энергия активации температурного тушения люминесценции, определяемая по уравнению (1.47), может и не совпадать с величиной ЕА. [4]
Это ясно указывает на то, что центры тушения по природе являются не постоянными, а переменными и что основное тушение проходит до испускания и прекращается за время 10 - 9 сек. Это согласуется с представлениями о переменных центрах тушения, состоящих из временно ионизованных или возбужденных молекул. Поэтому вызывает известное удивление то обстоятельство, что уравнение для простого мономолекулярного процесса тушения, аналогичное уравнению ( 37), так удачно описывает этот процесс. [5]
 |
Схема электронных переходов ( отмечены цифрами при внешнем тушении ( тушитель - глубокая электронная ловушка Т. [6] |
Допустим, теперь, что центр В является центром тушения. Это означает, что рекомбинация захваченной им дырки с электроном происходит без излучения, или, как говорят, безы-злучательно. В результате доля поглощенной энергии, превращающаяся в испускаемый люминофором свет, уменьшается - происходит тушение, которое называется внешним, поскольку оно связано с переходами вне центра свечения. Из того, что было сказано о рекомбинационном взаимодействии двух типов центров, ясно, что доля безызлучательных переходов будет расти с увеличением температуры и уменьшением интенсивности возбуждения, причем на послесвечение тушители должны оказывать большее действие, чем на свечение в процессе возбуждения. Это имеет ряд важных следствий, широко используемых в практике синтеза технических кристалло-фосфоров. Так, введением в ZnS-Ag и ZnS CdS-Ag - люминофоры незначительного количества, порядка 10 - 5 - 10 - 6 %, такого тушителя, как никель, удается резко снизить послесвечение. [7]
Тушение люминесценции может наблюдаться при добавлении в люминофор специальных примесей - центров тушения. Энергия возбуждения передается от центров люминесценции к центрам тушения, которые затем переходят в основное состояние за счет безызлучательных переходов. Интересно, что тушение люминесценции наблюдается и при достаточно сильном повышении концентрации самих центров люминесценции; в этом случае говорят о концентрационном тушении. [8]
У многих кристаллофосфоров кроме центров активатора, дающих свечение, имеются и центры тушения. При рекомбинации электронов около этих центров энергия возбуждения переходит в тепло. Освещение инфракрасным светом возбужденных фосфоров, имеющих большое число центров тушения, приводит не к вспышке стимулированного свечения, а к ослаблению фосфоресценции облучаемых мест. [9]
С другой стороны, окисляя ZnS до ZnO, он играет и отрицательную роль, вызывая появление центров тушения. Поэтому условия прокаливания шихты следует выбирать так, чтобы, предоставив кислороду возможность выполнения первой функции, свести к минимуму вторую. [10]
Поскольку чистая поверхность антрацена в контакте с вакуумом не должна создавать центров захвата дырок или электронов, а также центров тушения экситонов ( см. разд. Прежде чем перейти к обсуждению работы [22], следует отметить, что чистая непокрытая поверхность антрацена действительно не должна содержать центров захвата из-за уменьшения энергии поляризации. Однако ситуация меняется, если на поверхность кристалла напылена тонкая металлическая пленка. В этом случае поверхностный слой может захватывать носители, поскольку металлическая пленка создает область с высокой поляризуемостью. Более того, орбитали атомов металла могут взаимодействовать с уровнями проводимости диэлектрика и вызывать значительное расщепление уровней над и под уровнями проводимости, от которых ведется отсчет энергии. Модель такого процесса показана на рис. 2.4.18. Так как зоны диэлектрика на поверхности, контактирующей с металлом, уширены, то в первом приближении можно рассматривать электрон на поверхности как свободный. [12]
Их можно назвать также потерями на внешнее тушение, но этим последним термином предпочтительно пользоваться лишь в частном случае рекомбинацион-ного взаимодействия между центрами свечения и центрами тушения. [13]
Розенсток и Шулман [94] рассмотрели различные теоретические модели тушения люминесценции и пришли к выводу о соответствии экспериментальных данных предположению о том, что вероятность тушения не зависит от расстояния между возбужденной молекулой и центром тушения. Авторы определили минимальное расстояние, на которое мигрирует энергия возбуждения в кристалле антрацена перед люминесценцией, оно оказалось равным примерно 0 1 мк. Согласно теории экситонов, это соответствует средней длине свободного пробега экситона, и указанное значение прекрасно согласуется с величиной, полученной И. [14]
Следует иметь в виду также, что чем больше концентрация глубоких центров тушения, тем большее число дырок успеет перейти к ним от центров свечения за то время, пока электроны остаются на центрах тушения. [15]
Страницы: 1 2 3