Рекомбинационные люминофоры

Механизм люминесценции рекомбинационных люминофоров объясняют с привлечением основных представлений зонной теории твердого тела. Подробное изложение этой теории можно найти в работах [1, 2], мы же рассмотрим лишь простейшую зонную схему электронных переходов в люминофорах рекомбинационного полупроводникового типа, [c.73]

Рис. 1.18, Кривые разгорания и затухания свечения люминофоров рекомбинационного типа.

У люминофоров рекомбинационного типа зависимость между интенсивностями излучения и возбуждения является более сложной [4, с. 19 32]. Последнее обусловлено тем, что при возбуждении подобных люминофоров центры свечения и элементы решетки основы ионизуются. При этом электроны могут захватываться ловушками, освобождаться и рекомбинировать с центрами свечения, дырками или повторно захватываться ловушками. [c.16]

Основой для наиболее важных в практическом отношении рекомбинационных люминофоров служат халькогениды металлов II группы периодической системы. Наличие широких областей взаимной растворимости у этого класса соединений позволяет получать многообразные люминофоры с различными свойствами. [c.6]

В случае рекомбинационных люминофоров процессы разгорания п затухания происходят по другим законам. В данном случае в процессе разгорания число ионизованных центров и рекомбинаций электронов с ионизованными центрами увеличивается. [c.20]

Как следует пз рис. 1.18 свечение достигает стационарного значения через некоторое время тем более длительное, чем меньше интенсивность возбуждающего света. Насыщение достигается тогда, когда число актов рекомбинации становится сравнимым с числом актов ионизации. Отметим, что время, в течение которого интенсивность люминесценции рекомбинационных люминофоров достигает стационарного значения, намного больше, чем в случае характеристических люминофоров. [c.20]

Фотолюминофоры представляют собой обширный класс разнообразных химических соединений, люминесцирующих под действием ультрафиолетового, видимого и инфракрасного света. Этот класс включает в себя люминофоры как характеристического, так и рекомбинационного типа. [c.73]

Основным видом свечения кристаллофосфоров является рекомбинационное свечение. Хотя этот вид свечения главный и определяющий, на его фоне могут развиваться и процессы типа свечения дискретных центров. В отличие от свечения дискретных центров, имеющего характер мономолекулярного процесса, рекомбинационное свечение носит характер бимолекулярного процесса, т. е. этот вид свечения отличается от первого тем, что акты поглощения и излучения разделены не только во времени, но и в пространстве. Поглощение кристаллофосфора, главным образом, связано с основой, а излучение — с активатором люминофора. [c.55]

Из уравнения (1.22) видно также, что при достаточно большом t интенсивность рекомбинационного послесвечения не зависит от начальной интенсивности. Следовательно, кривые затухания, полученные после возбуждения люминофора излучениями различной интенсивности, будут асимптотически приближаться друг к другу. Это явление известно под названием асимптотического свойства кривых затухания. Его следствием является, в частности, то, что в процессе затухания уменьшается не только яркость полученного на люминесцентном экране изображения, но и его контраст. [c.21]

Экспериментальное подтверждение того, что прн импульсном возбуждении фосфоров с рекомбинационной люминесценцией начальная интенсивность свечения действительно пропорциональна квадрату интенсивности возбуждения 122], явилось важной вехой в становлении современных взглядов на природу люминесценции кристаллофосфоров. Следует подчеркнуть, что здесь речь идет именно о начальной интенсивности свечения. Что же касается всей излучаемой люминофором световой энергии, то при отсутствии тушения она, естественно, остается пропорциональной поглощенной энергии, так как в противном случае был бы нарушен закон сохранения энергии. [c.21]

Впрочем следует иметь в виду, что при рекомбинационной люминесценции длительность затухания зависит не только от положения уровней электронных ловушек, но и от положения уровня центра свечения. При наличии внешнего тушения, а с ним всегда нужно считаться, за то время, пока электроны находятся в ловушках, дырки могут уйти с центров свечения к центрам тушения. Чем выше основной уровень центра свечения, тем меньше вероятность того, что этот процесс успеет произойти, и тем более длительной будет фосфоресценция. Поэтому, например, при наличии одних и тех же ловушек в равной концентрации 2п5-Си-люминофоры с зеленой люминесценцией обладают значительно более длительным послесвечением, чем 2п5-Ад-люминофоры с синей люминесценцией. [c.67]

В отличие от того, что имеет место у люминофоров, рассмотренных в предыдущем параграфе, излучательные переходы в типичных кристаллофосфорах с рекомбинационной люминесценцией типа ZnS-Ag не могут быть сопоставлены с переходами электронов внутри иона активатора. Часто спектры излучения таких люминофоров с активаторами совершенно различной природы, например Ag, С1, А1 или Си и О (рис. 92), весьма сходны . Поэтому по спектрам трудно делать заключение о химической природе и структуре центра свечения. Признаком сходства в этом отношении между различными центрами является не спектраль- [c.214]

По этой же причине появление хемосорбированных частиц изменяет условия рекомбинации электронов и дырок внутри кристалла. В случае люминофоров изменяется относительный вес излучательных и безызлучательных рекомбинаций, т. е. роль внешнего тушения. С этим связано экспериментально наблюдаемое влияние адсорбции на люминесцентный эффект поля [7]. Под влиянием адсорбции изменяются также условия поверхностной рекомбинации — число и природа поверхностных рекомбинационных центров. При этом могут возникнуть дополнительные каналы рекомбинации, с чем может быть связано тушение люминесценции, вызываемое в одинаковой степени как акцепторными, так и донорными хемосорбированными частицами. [c.69]

При поглощении энергии в основном веществе происходит ее передача к люминесцентному центру, поэтому вероятность потери энергии в рекомбинационных люминофорах больше, чем в характеристических, а выход люминесценции прпнцишгально ниже. [c.5]

Поскольку часть поглощаемой люминофором энергии превращается в тепло, постольку величина энергетического выхода характеризует полноту преобразования энергии возбуждения в энергию люминесценции. Наибольший выход следует ожидать в том случае, когда энергия поглощается непосредственно самим центром люминесценции. Если же энергия поглощается основным веществом, например в случае рекомбинационных люминофоров, то при этом образуются электроны и дырки, которые при перемещении по решетке могут захватываться ловушками. Это, а также оезызлучательная рекомбинация дырок с электронами, приводит к уменьшению энергетического выхода. [c.12]

Квантовый выход люминесценции характеристических люминофоров в пределах длин волн, соответствующих полосе поглощения, не зависит от длины волны возбуждающего света (рис. 1.9, кривая 1). Этого нельзя сказать о рекомбинационных люминофорах (рис. 1.9, кривые 2 и 3) для самоактивированного люминофора 2пЗ (кривая 2) в области основной полосы поглощения выход постоянен в области поглощения центров он возрастает и затем уменьшается. При активации гпЗ медью (кривая 8) появляется второй максимум. [c.13]

Люминофоры, в которых лю шнe цeнция связана с образованием и рекомбинацией разноименных зарядов (электронов и дырок), получили название рекомбинационных. Основой для них служат соединения полупроводникового типа. В этих люминофорах кристаллическая решетка основы является той средой, в которой развивается процесс люминесценции. Это дает возможность, изменяя состав основы, широко варьировать свойства люминофоров. Изменение ширины запрещенной зоны при использовании одного и того же активатора плавно в больших пределах Изменяет спектральный состав излучения. [c.5]

Как известно, кинетика рекомбинационных процессов связана с наличием, в люминофоре ловушек (см. стр. 73). От числа ловушек, их энергетической глубины и числа электронов, находяпщхся на них, зависит длительность послесвечения. [c.23]

Может возникнуть и другая ситуация. Если при внедрении активатора образуется центр, у которого имеется не только локальный уровень, занятый электроном (основной уровень), но и локальный возбужденный уровень (в частности, они могут быть генетически связаны с уровнями самого атома активатора), то поглощение возбуждающего света может произойти и без ионизации центра свечения (переход 3 на рис. 5). Возвращение электрона в нормальное положение здесь также будет сопровождаться излучением. В этом случае весь процесс разыгрывается внутри центра, решетка же основания люминофора играет более пассивную роль. Такую люминесценцию мы будем называть внутрицентровой или не рекомбинационной люминесценцией. [c.15]

Внешнее тушение. 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 кристаллофосфоров. Так, введением в 2п5-А5 и 2п5 dS-Ag-люминoфopы незначительного количества, порядка 10 —10 %, такого тушителя, как никель, удается резко снизить послесвечение. [c.29]

Основные типы кристаллофосфоров. Были рассмотрены два типа энергетических моделей кристаллофосфора — зонная модель и модель потенциальных кривых. Первой из них особенно часто пользуются для объяснения явлений в люминофорах с преобладанием рекомбинационной люминесценции, называемых иногда фотопроводящими люминофорами. Вторая модель применяется для описания внутрицентровых процессов, особенно в люминофорах с преимущественно нерекомбинационной люминесценцией, которые называют нефотопроводящими люминофорами или люминофорами с дискретными центрами [11]. Впрочем, следует еще раз подчеркнуть, что использование той или другой из двух названных энергетических моделей определяется характером рассматриваемого процесса, а не типом люминофора, ибо большей частью в той или иной мере имеет место наложение различных процессов друг на друга. Например, вольфрамат кальция, который часто рассматривают как типичный пример люминофора с нерекомбинационной люмине- [c.42]

Метод ЭПР применяется для исследования кристаллофосфоров как в невозбужденном состоянии, так и после их возбуждения. При этом можно установить происходит ли в процессе возбуждения ионизация центров и захват носителей заряда. Например, парамагнитный резонанс ZnS-Mn-фосфора, обусловленный ионом Мп , который имеет недостроенную З -оболочку, не изменяется при облучении ультрафиолетовым светом, что указывает на внутрицентровый характер происходящих при этом электронных переходов. В то же время люминофоры с рекомбинационной люминесценцией, такие как ZnS- l, не обладающие парамагнитными свойствами в невоз-бужденнок состоянии, приобретают способность к резонансному [c.118]

Существенно меньше влияние примесей на интенсивность свечения люминофоров на основе солей кислородсодержащих кислот, например 2п25Ю4-Мп (рис. 102). Однако в этом случае необходимо считаться с тем, что некоторые примеси в весьма малых концентрациях могут вызывать заметное рекомбинационное послесвечение, как это было обнаружено у вольфрамата кальция. Фосфоресценция последнего заметно усиливается при добавлении Аз и 5Ь в количестве порядка 10 г/г. В щелочно-галоидных люминофорах типа Ма1-Т1 запасаемая светосумма увеличивается в присутствии двухвалентных металлов — Са +, С(12+ и др. Кроме того, многие примеси, в особенности малорастворимые, препятствуют получению достаточно совершенных кристаллов. [c.233]

При пользовании эффектом фотопроводимости в качестве критерия для выбора той или другой схемы механизма свечения необходимо, однако, соэлюдать известную осторожность. Для селенида цинка люминесцентные свойства и фотопроводимость далеко не одинаково чувствительны к условиям изготовления и вносимым в люминофор загрязнениям [186]. Оба эффекта, таким образом, не всегда идут параллельно друг другу. Селенид цинка, в частности, обладает хорошо выраженной фотопроводимостью, но при возбуждении электронным лучом затухает по чисто экспоненциальному закону [280]. Это указывает или на порочность интерпретации проводимости в зонной схеме, или на возможность хода рекомбинационного процесса со скоростью мономолекулярной реакции, когда концентрация возбуждённых состояний в кристалле очень велика. [c.291]

Электрические овойства люминофоров. Нри рекомбинационном свечении люминофоров возбуждение, как указывалось выше, должно сопровождаться ионизацией или диссоциацией. Выделение свободных электрических зарядов вызывает появление электропроводности в момент возбуждения и в более слабой степени при затухании свечения. Свечение дискретных центров, наоборот, целиком протекает внутри отдельных частиц люминофора—молекул или ионов поэтому возбуждение свечеиия дискретных центров не вызывает изменения электропроводности. Таким образом, исследование изменений электрических свойств люминофоров крайне существенно для определения характера процессов, протекающих при свечении. [c.25]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология