Уровни локализации

Тепловое освобождение электронов с уровней локализации является не единственным и даже не всегда возможным (в случае достаточно глубоких ловушек, у которых Еп кТ). Более легко вырывание электрона может быть осуществлено действием света (переходы 3- 2 и 3 - 2 ). Полученные таким путем электроны называются оптическими . Оптические электроны отличаются тем, что вероятность их рекомбинации на ионизованных центрах гораздо меньше, чем тепловых электронов, обладающих сравнительно меньшей энергией, а соответственно, и скоростью. По мере расходования своей энергии, например, путем взаимодействия с фононами, оптические электроны становятся аналогичными тепловым и уже в таком качестве вызывают рекомбинационное излучение. [c.64]

Приведенная схема объясняет сложный временной и спектральный характер свечения кристаллофосфора. Действительно, такие процессы, как 4- 4 (поглощение) и 4 - 4 (излучение), приводящие к флуоресценции, должны отличаться малой длительностью (порядка 10" сек) и давать кратковременную составляющую часть излучения. В состав кратковременного свечения могут также вносить свой вклад процессы, связанные с переходами 1 2 (поглощение), и рекомбинация свободных электронов, не претерпевших локализации на уровнях локализации или претерпевших локализацию, но на очень мелких ловушках 2 - 4 (через промежуточное состояние 2 - 4 ). Длительное свечение кристаллофосфоров может быть связано с рекомбинацией электронов из зоны проводимости с дырками на уровнях активаторов, но претерпевших локализацию на ловушках достаточной глубины. Такие процессы могут быть сильно затянуты во времени (до нескольких секунд, минут, суток). [c.66]

Произошло поглощение света, образовались ионизованные центры люминесценции и накопились свободные электроны в зоне проводимости (а так как зонная теория предполагает процессы симметричными между электронами и дырками, то все, что рассматривается по отношению к электронам, происходит и с дырками). Скорость движения электронов в зоне проводимости чрезвычайно велика и составляет 10 —10 см/с. Отсюда следует, что даже в случае, если концентрация локальных уровней чрезвычайно мала, т. е. они находятся на значительном расстоянии друг от друга, происходит очень быстрое распределение электронов по уровням локализации (переходы 2- 3, 2- 3, 2- 4 ). Если уровнем локализации является возбужденный уровень активатора, то, как рассмотрено выше, произойдет рекомбинация. [c.72]

На энергетический спектр поверхностных уровней локализации электронов в полимере влияют такие явления, как окисление, сорбция. Было найдено, что адсорбция кислорода увеличивает работу выхода, а адсорбция влаги снижает ее. Особую роль играет трение. Его можно рассматривать как последовательное многократное установление и разрыв контакта между трущимися поверхностями. При трении может происходить процесс передачи заряда в местах контакта, возникающих и вследствие абразивного разрушения. [c.10]

Наличие уровней локализации свободных электронов и дырок, естественно, должно найти свое отражение в спектрах поглощения соответствующих кристаллов, содержащих хемосорбированные частицы. Появление полос поглощения в инфракрасной области спектра при хемосорбции различных радикалов наблюдалось в ряде работ [164, 165]. Так, например, хемосорбция водорода на окиси цинка [69] приводит к появлению двух полос поглощения в области 2,86 и 5,86 мкм, соответствующих связям О—Н (донорный тип связи) и 2п—Н (акцепторный тип связи). Адсорбция СОг на той же окиси цинка [164] при 20 С приводит к появлению полос у 6,1 и 7,0 мкм. [c.96]

Предполагается, что энергия рекомбинации активных частиц выделяется вблизи дефектов решетки — активных центров, энергетически изолированных от объема, где эта энергия не рассеивается в виде фононов, но сообщается локализованному электрону. Уровни локализации могут быть образованы либо дефектами решетки (типа центров окраски), либо ионами адсорбированных веществ (например, 0 , 0Н , СНзО и др.). [c.266]

Таким образом, установлено, что гетерогенно-каталитические реакции, происходящие в адсорбционном слое с участием воды (протона), сопровождаются эмиссией отрицательных зарядов (электронов и ионов). Кривые ТСЭ позволяют в одном опыте получить качественную картину спектра поверхностных уровней локализации электронов, образованных дефектами активными центрами катализа. Ввиду большой чувствительности метода эмиссия позволяет исследовать явление катализа на монокристаллах. [c.269]

Термолюминесценция имеет следующее происхождение. Под действием возбуждающей радиации электроны отрываются от ионов облучаемого вещества часть их непосредственно рекомбинирует с ионизованными центрами, что приводит к возникновению кратковременного свечения кристаллофосфоров другая часть электронов задерживается вблизи мест нарушения периодичности кристаллической решетки — на уровнях локализации. Освобождение электронов с мест локализации происходит за счет тепловой энергии. Их последующая рекомбинация с ионизованными центрами вызывает длительное свечение кристаллофосфоров . [c.412]

Уровни локализации могут иметь различную энергетическую глубину, г. е. могут удерживать электроны с различной силой. Мелкие уровни освобождаются уже при температуре жидкого азота, глубокие — при - -300, -4-400°С. 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. [c.412]

Описанная картина энергетического состояния кристаллофосфоров является общей почти для всех теорий фосфоресценций. Эти теории отличаются взглядом на процесс выделения электронов при возбуждении, на природу уровней локализации и на кинетику освобождения локализованных электронов [44, 193, 223, 224, 250, 270, 294, 311, 354, 436, 437]. [c.331]

Локализация электронов, выделяющихся при возбуждении, может происходить лишь в особых местах деформационной кристаллической решётки. Происхождение уровней локализации электронов различно (см. п. 1 этого параграфа). Однако, как показывают результаты исследований [c.331]

Как видно из формулы (3.20), затухание идёт тем медленное, чем больше у, т. е. чем больше эффективное сечение захвата у уровней локализации по сравнению с эффективным сечением возбуждённого иона активатора. Однако заметные изменения эмпирической постоянной а закона (3.4), наблюдаемые на опыте, могут быть получены лишь ценою очень сильных вариаций значений у, например при изменении у в десятки раз. [c.343]

Интенсивность излучения зависит только от одной из величин, входящих в формулу (3.20), именно от величины относительной световой суммы [а, аккумулированной в фосфоре в данный момент (в долях максимальной световой суммы VI, могущей быть в фосфоре). Поэтому соотношение (3.20) утверждает, что интенсивность свечения в данный момент зависит лишь от величины аккумулированной фосфором световой энергии, но не от характера распределения её в фосфоре между различными уровнями локализации. Иначе говоря, одинаковой но 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 её закрепления в фосфоре, зависящего от способа возбуждения отсюда следует недостаточность взятого приближения, пригодного, однако, для выяснения характера процесса. [c.343]

В работе [71 на ряде люминофоров с различной длительностью пo лe вeчf ния показана непосредственная связь этого параметра с глубиной ловушек в люминофоре. Вероятность теплового освобождения электронов резко уменьшается с увеличением глубины ловушек, например, почти в 1000 раз при увеличении глубины уровня локализации от 0,25 до 0,52 эВ. [c.23]

После прекращения действия возбуждающего света конденсированной искры или рентгеновых лучей в кристаллах Na i и КС1 наблюдается ультрафиолетовая фосфоресценция (115, 119, 123), которую будем называть первичной фосфоресценцией в отличие от фосфоресценции, наблюдающейся после освещения окрашенного кристалла видимым светом. Естественно было предположить, что в отличие от вспышки, обусловленной электронами, забрасываемыми светом в зону проводимости с глубоких F-уровней, фосфоресценция при комнатной температуре должна быть обусловлена электронами, локализованными на более мелких уровнях локализации, для освобождения с которых достаточны тепловые колебания решетки при комнатной температуре. Поэтому следовало ожидать, что вследствие первичной фосфоресценции концентрация F-центров не должна была бы измениться. Однако измерения, коэффициентов поглощения в максимуме F-полосы в начале и в конце затухания первичной фосфоресценции показывают, что в процессе затухания концентрация f-центров уменьшается на 5—9%, Такое уменьшение концентрации /- -центров не могло быть вызвано действием монохроматического света, при помощи которого производилось измерение коэффициента поглощения в максимуме Р-полосы,так как он был весьма слабой интенсивности, а время всего измерения для одной дли- [c.57]

Большая чувствительность к инфракрасному свету центров захвата, ответственных за первые пики (—158, —146, —Ш4 С) термовысвечивания в ультрафиолетовой области и за вторые пики видимого и ультрафиолетового свечения кристаллов K l, КВг и Na l, позволяет предположить, что они обусловлены неглубокими электронными уровнями локализации, так как дырочные центры, как известно, в инфракрасной области не поглощают. Экспериментально установлено, что рентгенизованные кристаллы хлористого калия имеют в ближней инфракрасной области спектра (рис. 11) две полосы поглощения при 0,92 (iVi-центры) я 1,2 (Л а-цен-тры). [c.128]

Процессы аддитивного окрашивания, неустойчивость F-центров, как и зависимость их концентрации от концентрации активатора, Шамовский и Родионова объясняют при помощи зонной схемы гетерогенной системы КС1—Ag l (рис 68), согласно которой нижняя граница зоны проводимости для Ag l расположена ниже локальных уровней F-центров. Поэтому последние при миграции в кристалле отдают свои электроны более глубоким уровням локализации на пленке. При малой концентрации активатора пленка не может обслуживать весь кристалл. Она получается с разрывами и малой густотой сетки. В этом случае наряду с захватом части электронов пленкой в кристалле образуются также F-центры. С увеличением концентрации активатора межкристаллические пленки становятся более сплошными, вследствие чего устойчивость F-центров падает и их концентрация уменьшается. [c.172]

Произошло поглощение света, образовались ионизованные центры люминесценции и накопились свободные электроны в зоне проводимости (а так как зонная теория предполагает все процессы симметричными между электронами и дырками, то все, что рассматривается по отношению к электронам, происходит и с дырками). Скорость движения электронов в зоне проводимости чрезвычайно велика и составляет 10 —10 см1сек. Отсюда следует, что даже в том случае, если концентрация локальных уровней чрезвычайно мала, т. е. они находятся на значительном расстоянии друг от друга, происходит очень быстрое распределение электронов по уровням локализации (переходы 2- 3 2- 3 2— 4 ). Если уровнем локализации является возбужденный уровень активатора, то, как рассмотрено выше, произойдет рекомбинация. Иначе обстоит дело с электронами, попавшими в ловушки. На уровне ловушек они могут оставаться значительный период времени, пока не будут освобождены тепловым или оптическим путем. Очевидно, что именно за счет процессов локализации рекомбинационное излучение затянуто во времени. Необходимо также помнить, что электроны, перешедшие из ловушек в зону проводимости, имеют достаточно большую вероятность повторной (и большей) локализации. Электрон, находясь в ловушке, не является неподвижным, но находится в колебательном состоянии, однако амплитуда его такова, что он не может выйти в зону проводимости. Получив определенное количество энергии за счет теплоты, что равносильно уменьшению глубины первоначальной ловушки, электрон может покинуть ее и перейти в зону проводимости (переход 3- 2) и в конце концов локализоваться на активаторе (переход 2— 4 ). Разумеется, что чем меньше глубина ловушки, тем больше вероятность выхода из нее, т. е. тем меньше время пребывания электрона в заданной ловушке. Скорость освобождения [c.63]

Повышение температуры кристаллофосфоров способствует переходу электронов из потенциальной ямы в зону проводимости, что ведет к более быстрому высвечиванию фосфоров. При понижении температуры возбужденного кристаллофосфора и последующем его равномерном нагревании имеет место следующая кар-тина сначала фосфор разгорается и по достижении некоторого максимума интенсивность свечения уменьшается, достигает минимальной величины и вновь начинает увеличиваться. В результате на кривой температура—интенсивность свечения наблюдается несколько максимумов, после этого кристаллофосфор окончательно затухает, и дальнейшее нагревание не приводит больше к увеличению интенсивности свечения. Это явление обычно объясняют следующим образом. При возбуждении кристаллофосфора электроны захватываются потенциальными ямами или ловушками с различным энергетическим уровнем. При низкой температуре кристаллофосфора свечение обусловлено рекомбинацией электронов, перешедших в зону проводимости с самых мелких уровней локализации. При дальнейшем нагревании вероятность освобождения с этих уровней электронов и переход их в зону проводимости увеличивается, что приводит к увеличению интенсивности свечения. Падение интенсивности флуоресценции объясняется уменьшением числа электронов на мелких уровнях. Дальнейшее нагревание фосфора вызывает высвобождение электронов с более глубоких уровней, что приводит к новому увеличению интенсивности его фосфоресценции. Подобная картина может повторяться до тех пор, пока самые глубокие уровни не освободятся от электронов. [c.27]

Обнаружение инфракрасных лучей. Известно, что длительное свечение кристаллофосфоров связано с тепловым освобождением возбужденных электронов с уровней локализации. Освещение возбужденных кристаллофосфоров инфракрасными лучами также освобождает электроны с уровней локализации и ускоряет их высвечивание. При этом возможны два случая. В первом освобожденные электроны соверитают излучательньне переходы, приводящие к вспышке люминесценции. Во втором электроны возвращаются в невозбужденное состояние без излучения, вызывая тушение люминесценции, выражающееся в потемнении тех мест поверхности кристаллофосфора, на которые была направлена радиация. Оба эти явления могут использоваться для регистрации инфракрасных лучей. [c.472]

Особенно отчетливо оптическая вспышка наблюдается у кристаллофосфоров, обладающих глубокими уровнями локализации, с которых при комнатной температуре возбужденные электроны не могут самостоятельно высвободиться. Такие возбужденные, но не люминесцирующие в обычных условиях фосфоры дают яркую вспышку при их облучении инфракрасными лучами. сЗни получили название вспышечных фосфоров. Вспышечными свойствами обладают щелочноземельные кристаллофосфоры (СаЗ, ЗгЗ и др.) с двумя или большим числом редкоземельных активаторов, например с Се и Зт (зеленое свечение) или с Ей и Зт (оранжевое свечение). Вспышечные фосфоры позволяют обнаруживать инфракрасную радиацию до > =1,7 .I. Кристаллофосфоры, у которых освещение инфракрасными лучами приводит к тушению люминесценции, получили название гасящихся фосфоров. Такими свойствами обладают, например, цинксульфидиые кристаллофосфорьи, активированные медью и кобальтом (2пЗ-Си-Со). [c.472]

Кроме возбуждающего ноглощения, по кра1шей мере у некоторых фосфоров существует ещё несколько типов ноглощения. Наиболее интересным из них является поглощение возбун<дённого фосфора. Возбуждённый фосфор, имеющий много электронов на уровнях локализации, может иметь добавочное поглощение, связанное с этими электронами [15, 32, 508] (рис. 261). Поглощение света локализованными электронами может лежать как в области обычного поглощения, так и в инфракрасной области. Оно приводит [c.301]

Существование отдельных глубоких п мелких уровней локализации доказывается также явлением вторичных фосфоресценций предварительновозбуждённого вспышечного фосфора, кратко описанным в 59. Вторичная фосфоресценция, наблюдающаяся более или менее продолжительное время после прекращения действия на вспышечны фосфор инфракрасных лучей, т. е. после прекращения безинерционной оптической вспышки, объясняется наличием двух сортов уровней. Под действием инфракрасных лучей электроны с глубоких уровней локализации поднимаются в полосу проводимости, однако лишь часть из них претерпевает непосредственную рекомбинацию, давая вспыншу, другая же часть электронов повторно локализуется. Электроны, повторно локализовавшиеся на неглубоких уровнях, и дают вторичную фосфоресценцию. Таким образом, при импульсном действии инфракрасных лучей происходит перемещение части электронов с глубоких уровней локализации на мелкие. Подробное описание вторичной фосфоресценции Са5-8г8 Се,8ш,Ъа-фосфо-ров см. 77. [c.335]

Процесс кратковременного свечения, связанный с непосредственной рекомбинацией электронов из полосы проводимости, также не идёт по простой бимолекулярной схеме, так как он ослоншён выходом из игры электронов, проваливающихся в потенциальные ямы глубоких уровней локализации. Последним этапом кратковременного рекомбинационного свечении служит возбуждение и последующее излучение центра люминесценции,. [c.335]

Длительное высвечивание протекает в два этапа первый этап состоит в освобождении локализованных электронов с уровней локализации и перехода их в иолосу проводимостхг, второй—из рекомбинации освобождённых электропов с ионизованными центрами. Вследствие значительной глубины уровней локализации освобождение электронов и их переход в полосу проводимости протекает здесь гораздо медленное, чем выход из полосы в результате рекомбинаций или повторных локализаций. Поэтому mojkho было бы ожидать, что ход затухания будет определяться именно вероятностью освобождения электропов с уровней локализация. Этот процесс идёт экспоненциально, и следовало бы ожидать экспоненциального хода затухания фосфоресценции. Однако в реальных условиях процесс осложняется повторными локализациями электронов из полосы проводимости, а также существо-наиие.м большого разброса глубин уровней локализации, вероятности освобождения с которых различны. [c.336]

Первое 5фавнение даёт баланс электронов в полосе проводимости изменение числа электронов в полосе равно разности притока электронов р с уровней локализации и оттока электронов А2 N (у, — V) Л — на уровни лока- [c.341]

Смотреть страницы где упоминается термин Уровни локализации: [c.510] [c.510] [c.114] [c.183] [c.99] [c.116] [c.14] [c.317] [c.328] [c.332] [c.333] [c.333] [c.333] [c.336] [c.336] [c.337] [c.338] [c.338] [c.338] [c.340] [c.342]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология