ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Некоторые сведения о люминесценции кристаллофосфоров из "Люминесценция и адсорбция" Люминесценция — неравновесное излучение, представляющее собой избыток над тепловым излучением тела при данной температуре и имеющее длительность, превышающую период световых колебаний [1]. В зависимости от типа источника энергии, превращаемой в энергию люминесцентного излучения, различают фотолюминесценцию (возбуждение светом), электролюминесценцию (возбуждение электрическим полем), катодолюминесценцию (возбуждение потоком электронов), хемилюминесценцию (возбуждение за счет энергии, выделяющейся при химических реакциях) и т. д. [c.7] Неравновесный характер люминесценции связывается с перераспределением энергии внутри атомов (молекул) или с ионизацией атомов и последующей рекомбинацией свободного электрона (свободной дырки) с ионизованным атомом (когда мы имеем дело с неорганическими твердыми телами). В последнем случае условием появления люминесценции является существование специфических дефектов кристаллической решетки, обусловленных наличием посторонних (активирующих) примесей или нестехиометричностью химического состава вещества. Эти дефекты получили название центров свечения, а вещества, люминесценция которых обусловлена наличием такого рода центров свечения, называют кристаллофосфорами или просто фосфорами. Следует иметь в виду, что для кристаллофосфоров характерны и другие виды дефектов, в частности центры прилипания или ловушки, также играющие важную роль в люминесценции. [c.8] Поскольку в настоящей книге рассматриваются люминесцентные и адсорбционные свойства веществ, являющихся кристаллофосфорами, в дальнейшем, кроме специально оговоренных случаев, мы будем говорить о люминесценции именно кристаллофосфоров. [c.8] Поглощение энергии (например, фотона) основным веществом может привести к ионизации регулярного атома, выбросу электрона в зону проводимости и образованию дырки в валентной зоне (переход 1 на рис. 1). При миграции в кристалле дырка может оказаться вблизи центра свечения и вызвать его экзотермическую ионизацию (переход2). Поглощение энергии непосредственно центром свечения может привести к ионизации последнего(переход5) или его возбуждению (переход 4). [c.9] При рекомбинации свободного электрона с ионизованным центром свечения (переход 5) или при возвращении электрона с возбужденного уровня в исходное состояние (переход 6) может произойти испускание кванта люминесценции. [c.9] Электрон, оказавшийся в зоне проводимости, прежде чем проре-комбинировать с ионизованным центром свечения, может быть захвачен ловушкой (переход 7). [c.9] Число спектральных максимумов люминесценции, их положение и распределение энергии в спектре может зависеть от типа возбуждения и энергетического спектра возбуждающего агента. Наблюдающиеся различия обусловлены главным образом спецификой взаимодействий возбуждающего агента с веществом фосфора, в частности селективностью взаимодействия с центрами свечения и спецификой процессов трансформации энергии Б кристалле. [c.10] Отношение энергии люминесцентного излучения к энергии, передаваемой фосфору при его возбуждении, называется энергетическим выходом люминесценции. В случае фотовозбуждения или других видов возбуждения, при которых энергия подводится определенными порциями (квантами) или в результате отдельных актов взаимодействия, эффективность возбуждения может быть охарактеризована квантовым выходом. Квантовый выход представляет собой отношение числа квантов люминесценции к числу квантов возбуждающего излучения или числу отдельных актов передачи энергии фосфору (например, в случае хемилюминесценции квантовый выход определяется в квантах на один акт химического превращения). [c.10] Энергетический выход люминесценции данного фосфора зависит от температуры фосфора, энергетического спектра возбуждения, а также от концентрации активирующей примеси. Изменение энергетического выхода люминесценции связывается с изменением вероятности безызлучательных переходов, т. е. потерей энергии электронов в результате рассеяния на фононах или путем излучения ее в далекой инфракрасной области спектра ). Для фотолюминесценции С. И. Вавиловым [1] было установлено, что квантовый выход в широком интервале длин волн возбуждающего света остается неизменным н падает лишь при антистоксово м возбуждении, когда длина волны возбуждающего света превышает длину волны, соответствующую максимуму спектра люминесценции (закон Вавилова). [c.11] Богатую информацию о структуре фосфора, механизме возбуждения люминесценции и особенностях трансформации и миграции энергии в кристалле при различных видах возбуждения дает изучение кинетики люминесценции. Это обусловлено тем, что кинетика люминесценции определяется большим числом различных параметров, так называемых кинетических параметров. К числу последних относятся такие величины, как вероятности ионизации центров свечения и высвобождения локализованных зарядов, эффективные сечения рекомбинации и захвата свободных электронов, глубина ловушек и т. д. [3]. На кинетику люминесценции оказывают влияние, кроме того, тип и условия возбуждения, так как именно они часто определяют значения кинетических параметров и стадию, ответственную за кинетику люминесценции. [c.12] Вернуться к основной статье