Cтраница 3
Серьезная проблема возникает при использовании формулы (2.7.1.94), если освобождение носителей из ловушек осуществляется экситонами. В этом случае из-за диффузии зкситонов и тушения на поверхности пространственное распределение экситонов может отличаться от профиля поглощения света. Наиболее серьезные ошибки возникают на расстояниях, расположенных в интервале между х 0 и х LD, где LD - длина диффузии экситона. Уравнение (2.7.1.94) применимо, если концентрация центров тушения экси - TOHQB настолько высока, что время жизни экситонов определяется скоростью их тушения, и если центры тушения распределены пространственно однородно. [31]
Как известно, частота люминесцентного свечения меньше частоты возбуждающего излучения. Поэтому вполне понятно применение люминофоров для детектирования ультрафиолетовых лучей: они возбуждают люминофор, который затем высвечивается в видимой области спектра. Но люминофоры могут с успехом детектировать также и инфракрасное излучение. Для этой цели используют вещества со стимулированной люминесценцией. В кристаллофосфорах инфракрасное излучение может способствовать освобождению электронов из ловушек и тем самым стимулировать люминесценцию. В отдельных случаях инфракрасное излучение может инициировать переходы, при которых энергия возбуждения передается центрам тушения; тогда наблюдается не усиление, а, наоборот, ослабление люминесценции кристаллофосфора. [32]
Необходимостью растворения активирующей примеси в основании люминофора для возникновения способности к люминесценции обусловлена в значительной мере и существующая связь между температурой возникновения фосфора и температурой разрыхления решетки. Следовательно, необходимость достичь температуры, при которой начинается разрыхление решетки, связана не только с диффузией активатора. III и V, при получении сульфидных люминофоров, активированных иновалентными примесями, для возникновения центров свечения должна произойти диссоциация комплексов, образуемых активаторами с компенсирующими дефектами ( AgZnCls, CuznCls, Vzn ( Cls) 2), а это по термодинамическим причинам возможно лишь при достаточно высокой температуре. Другим важным обстоятельством является наличие в кристаллах, полученных осаждением из: водных растворов, большого числа структурных, биографических дефектов, играющих роль центров тушения. Для уменьшения их концентрации также необходимо достичь температуры разрыхления решетки, ибо лишь при этой температуре начинается внутризе-ренная рекристаллизация. Разумеется, и в тех случаях, когда основание люминофора получается не осаждением, а синтезом в процессе термической обработки шихты, температура должна быть выше Гразр, ибо лишь при этом условии возможен синтез. [33]
Температурное тушение свечения кристаллофосфоров связано не только с действием нагревания на светящийся центр, но и с возникновением нового процесса - заполнением возбужденных центров, потерявших электрон, электронами, поднимающимися из валентной зоны под воздействием тепловой энергии. Нейтрализованные таким путем возбужденные центры свечения не могут уже служить местом последующей рекомбинации. Образовавшиеся вследствие ухода электронов дырки, перемещаясь по валентной зоне, встречаются с центрами тушения ( особыми местами решетки, не способными давать люминесценцию) и локализуются на них. Для устойчивой локализации необходимо, чтобы уровни центров тушения были расположены над валентной зоной значительно выше, чем уровни центров свечения. При таком положении уровней тушения электроны из валентной зоны не смогут подняться к локализовавшимся дыркам тепловым путем. Однако рекомбинация около центра тушения не дает свечения. [34]
Предполагается, что обе скорости не зависят от спинового состояния, тогда как скорость перехода в конечное состояние зависит от внешнего магнитного поля. Рассуждая так же, как в случае аннигиляции триплетных экситонов, и учитывая, что конечное спиновое состояние является дублетом, можно записать скорость перехода из данного промежуточного состояния в конечное состояние в виде произведения скорости, не зависящей от состояния, на долю дублетной компоненты в этом промежуточном состоянии. Так как три спиновых состояния триплета комбинируют с двумя спиновыми состояниями дублета, возможны шесть состояний промежуточной пары. Влияние магнитного поля на константу скорости тушения у появляется из-за зависящего от поля распределения дублетной компоненты по шести состояниям промежуточной пары. При Н 0 все шесть состояний имеют одну и ту же долю дублетной компоненты, а именно 1 / 3, тогда как в сильном поле произвольной ориентации дублетная компонента сосредоточивается только на четырех невырожденных состояниях. Таким образом, как и наблюдалось экспериментально, константа у ( Н) монотонно убывает с увеличением напряженности поля. Уменьшение эффективности канала тушения триплетных экситонов сопровождается увеличением времени жизни экситонов. Если центры тушения являются парамагнитными, увеличение времени жизни можно легко наблюдать по измерению интенсивности замедленной флуоресценции при наложении внешнего магнитного поля и без него. [35]
Далее процесс преобразования энергии протекает так же, как и при катодолюминесцен-ции. Однако глубина проникновения возбуждающего излучения и плотность возбуждения оказываются в этих двух случаях существенно различными. Катодные лучи проникают обычно очень неглубоко: толщина возбуждаемого ими слоя измеряется величинами порядка одного, максимум 5 мкм. При этом они, как правило, дают высокую плотность возбуждения. Рентгеновы и гамма-лучи, напротив, обладают большой проникающей способностью, возбуждая слои кристаллофосфоров толщиной от десятых долей миллиметра и более. При этом плотность возбуждения в реальных условиях оказывается на несколько порядков ниже, чем при катодном возбуждении. По этой причине рентгенолюминесценция значительно более чувствительна к эффектам внешнего тушения, чем катодо-люминесценция. Вместе с тем благодаря большой толщине возбуждаемого слоя световой поток достаточно велик для проведения необходимых оптических измерений. Следовательно, возбуждение рентгеновыми лучами выгодно использовать для физико-химического исследования процессов, приводящих к изменению отношения концентраций центров свечения и центров тушения в кристал-лофосфорах с рекомбинационной люминесценцией. [36]