ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы О механизме передачи поглощенной энергии центрам свечения из "Введение в физическую химию кристаллофосфоров" О механизме передачи поглощенной энергии центрам свечения. В предыдущих параграфах речь шла исключительно о фотовозбуждении, т. е. возбуждении люминесценции фотонами малых энергий (чаще всего используется ультрафиолетовый свет — линии ртути 365 нм и 254 нм или выделенные монохроматором участки спектра водородной лампы). В этом случае энергия фотонов возбуждающего излучения незначительно превышает энергию испускаемого света. Такой способ возбуждения, позволяющий прощупывать детали микроструктуры люминофора и механизма трансформации энергии, пользуясь результатами измерений спектров поглощения и возбуждения (см. гл. II 1), особенно удобен для исследовательских целей. Но он находит и широкое практическое применение, например, при люминесцентном освещении. [c.45] При фотовозбуждении поглощение может происходить непосредственно В центрах свечения. Поэтому эффективными фотолюминофорами являются и такие люминофоры, которые неспособны передавать поглощенную основной решеткой энергию центрам свечения. При возбуждении катодными и рентгеновыми лучами и ядерными излучениями энергия возбуждающих частиц и фотонов на несколько порядков выше энергии возбуждения или ионизации центров свечения. В этом случае поглощение происходит во всей массе люминофора и потому эффективность передачи поглощенной энергии центрам свечения является важнейшим условием достижения высокого энергетического выхода люминесценции, т. е. отношения энергии излучаемого света к поглощенной энергии возбуждающего излучения. [c.45] Примерно одинаковый энергетический выход катодо-, рентгено-и радиолюминесценции лучших цинк-сульфидных люминофоров и независимость его от энергии квантов рентгеновых и гамма-лучей свидетельствуют о том, что механизм передачи энергии во всех этих случаях в существенных чертах остается одинаковым. Возбуждающая частица или фотон вызывает ионизацию материала люминофора, которая в конечном итоге приводит к образованию таких же электронно-дырочных пар, какие возникают при возбуждении светом, поглощаемым основной решеткой. Заключительная стадия процесса передачи энергии осуществляется миграцией свободных (точнее, делокализованных) электронов и дырок, механизм которой был рассмотрен в 1 этой главы. Миграция носителей заряда сопровождается, так же как и при возбуждении светом, увеличением электропроводности (вне зависимости от природы возбуждающего излучения это явление обычно называется фотопроводимостью). [c.45] В сульфидных люминофорах, обладающих относительно большой величиной диэлектрической проницаемости, электрон и дырка, образующие экситон, слабо связаны друг с другом, и потому экситон стабилен лишь при низких температурах. Он отличается большим расстоянием — порядка десятков А — между электроном и дыркой и характерным водородоподобным спектром поглощения и излучения. Такой экситон, моделируемый вращающимися вокруг общего центра электроном и дыркой, носит название экситона Ванье. [c.47] Еще одним механизмом передачи энергии, действующим в ряде кристаллофосфоров, является резонансная передача. В этом случае люминофор, кроме активатора, обычно содержит вторую примесь — сенсибилизатор. Последний создает центры, поглощающие энергию, например энергию возбуждающего света, и передающие ее затем резонансным путем активатору. Часто сенсибилизатор играет одновременно роль второго активатора. Типичным примером является основной люминофор для люминесцентных ламп — галофосфат кальция, активированный сурьмой и марганцем ЗСаз(Р04)2 Са(Р, С )2-5Ь, Мп. В этом люминофоре поглощение линии Hg 254 нм становится возможным благодаря наличию сурьмы, которая не только дает собственную полосу излучения при 480 нм, но и обеспечивает возбуждение люминесценции в полосе марганца —при 580 нм. Другим примером является 2п5-Мп, С1-фосфор, в котором свечение Мп-центров не возбуждается линией Н 365 нм при отсутствии центров, создаваемых хлором. [c.47] Условием резонансной передачи является взаимное наложение спектра поглощения активаторного центра и спектра излучения центра, образованного сенсибилизатором. Чтобы отличить такую передачу от простой реабсорбции, т. е. поглощения активатором света, испускаемого сенсибилизатором, применяют тонкие слои люминофоров, сводя тем самым реабсорбцию к минимуму, или для исключения резонансной передачи приводят в контакт люминофоры, порознь активированые сенсибилизатором и активатором. [c.47] Особым случаем является обнаруженная П. П. Феофиловым и Б. В. Овсянкиным [45] кооперативная сенсибилизация, позволяющая возбудить люминесценцию светом большей длины волны, чем излучаемый. Например, видимое свечение Ти +-в кристаллах Bap2-Yb, Tu возбуждается инфракрасным светом, поглощаемым ионами Yb +. Предполагается, что это явление, наблюдаемое при высоких концентрациях иттербия, связано с образованием групп взаимодействующих друг с другом ионов, в которых возможна одновременная передача энергии от двух ионов Yb + к одному иону Tu + 2Yb H--j-Tu-v2Yb+Tu (звездочка указывает на возбужденное состояние частицы). [c.48] Следует упомянуть и о других случаях возбуждения антистоксовой люминесценции, т. е. люминесценции, длина волны которой меньше длины волны поглощаемого света. При очень высокой плотности возбуждения, создаваемой лучом лазера, такой эффект достигается слиянием двух фотонов в момент их взаимодействия с веществом (это явление носит название двухфотонного поглощения). Может быть использовано и двухступенчатое возбуждение. Например, вначале электрон из валентной зоны забрасывается на незанятый уровень дефекта А (рис. 20), а затем нри поглощении второго кванта поднимается в зону проводимости. Рекомбинация электрона и дырки происходит на другом дефекте В. [c.48] Вернуться к основной статье