Линейные и поверхностные дефекты

Проблема регулирования роста кристаллов представляет большой практический интерес. Яркий пример в этом отношении представляет технология люминесцентных материалов. Малые размеры кристаллов люминофора приводят к некоторым негативным для данного класса материалов последствиям. Прежде всего следует отметить, что увеличение пути света вследствие многократного отражения и преломления его на границах зерен вызывает ослабление света за счет поглощения как в объеме кристаллов при частично перекрывающихся спектрах поглощения, так и в поверхностных слоях и в связующем веществе, если из люминофора готовится экран. Кроме того, малый размер и несовершенство кристаллов увеличивают долю безызлучательных переходов на линейных и поверхностных дефектах. [c.389]

Классификация возможных структурных дефектов в решетке кристалла возможна на основе их пространственной протяженности. Мы различаем поэтому точечные, линейные и поверхностные дефекты или соответственно нуль — мерные, одномерные и двухмерные дефекты. Важнейшие типы дефектов строения кристалла приведены ниже. [c.216]

Объяснение структуры активированных твердых веществ является чрезвычайно многогранной и сложной задачей. В первую очередь необходимо определение величины микроскопических зерен, когерентно рассеивающих зон решетки (величины первичных частиц), концентрации дислокаций и точечных дефектов. На практике невозможно проанализировать активное вещество в отношении его точечных линейных и поверхностных дефектов. Поэтому для характеристики дефектов решетки используют изменение интегральных интенсивностей определенных интерференционных линий 29—428 449 [c.449]

Участие деформационных процессов в развитии разрушения. Рассмотренная выше (в 2) схема процесса разрущения твердых тел как последовательности термофлуктуационных актов разрывов напряженных внешней силой межатомных связей, конечно, является упрощенной. В действительности, при приложении к телу нагрузки в нем развиваются не только элементарные акты разрушения (разрывы межатомных связей), но и акты, ведущие к деформированию тела (акты атомных и молекулярных перегруппировок, перемещение элементарных точечных, линейных и поверхностных дефектов, ориентационные процессы (в полимерах) и т. д.). Естественно, что при детальном анализе процесса разрущения необходимо учесть взаимосвязь процессов разрущения и деформирования и долю участия разных элементарных актов в развитии разрушения. [c.128]

Вторым вопросом, который возникает при анализе процесса преобразования энергии поля в люминесценцию, является вопрос об источнике разгоняемых полем электронов [29]. Скорее всего роль такого источника играют скопления меди на линейных и поверхностных дефектах кристаллов (см. гл. IV), причем по соседству с ними и возникают области концентрации электрического поля. [c.51]

ЛИНЕЙНЫЕ И ПОВЕРХНОСТНЫЕ ДЕФЕКТЫ В КРИСТАЛЛОФОСФОРАХ [c.123]

О роли дислокаций и поверхностных дефектов в люминесценции. В гл. I, 3 уже упоминалось о возможном значении линейных и поверхностных дефектов в электролюминесценции. Способность к свечению в электрическом поле возникает иногда (например, у 2п5-Си-фосфоров кубической модификации) лишь в процессе достаточно медленного охлаждения люминофора после термической обработки при высокой температуре [63]. Сопоставление этого факта с описанным механизмом сегрегации и выделения примесей на [c.129]

Некоторые способы получения промышленных электролюминофоров включают операцию преднамеренного создания линейных и поверхностных дефектов путем механической деформации кристаллов 123]. В других случаях образование определенным образом ориентированных дефектов такого типа специально не контролируется, хотя и обеспечивается, видимо, выбором препаративных условий. Впрочем, здесь еще широкое поле деятельности для исследователей. Предстоит, в частности, выяснить, какие именно линейные и поверхностные дефекты играют определяющую роль в появлении способности к электролюминесценции, какова должна быть их плотность и расположение внутри кристалла и как управлять процессом их образования. [c.130]

Так, деформация кристаллов германия, увеличивающая плотность линейных и поверхностных дефектов, приводит к появлению инфракрасного излучения с энергией квантов около 0,5 эв. Предполагается, что оно обусловлено рекомбинацией дырок (через уровень возбуждения) с электронами, захваченными на дислокационных порогах [52]. С дислокациями, которые, как это вытекает из вышеизложенного, могут генерировать вакансии, связывают и краевую люминесценцию сульфидов цинка и кадмия [106]. У монокристаллов dS с малой плотностью линейных и поверхностных дефектов зеленая краевая люминесценция иногда совершенно не наблюдается. Вместе с тем у порошков, при [c.131]

Обсуждение функций линейных и поверхностных дефектов будет продолжено в гл. X в связи с рассмотрением диффузии, в которой они играют весьма важную роль. [c.132]

Рекристаллизация. Как уже указывалось, термическая обработка шихты в тех случаях, когда основание люминофора получают осаждением из растворов, преследует две цели во-первых, образование оптически активных центров в результате диффузии соответствующих примесей, создание необходимых собственных дефектов, диссоциация комплексов ит. д., и во-вторых, уменьшение плотности линейных поверхностных дефектов и формирование кристаллов необходимых размеров. Потери энергии при малых размерах и несовершенстве кристаллов происходят не только в силу большой доли безызлучательных переходов на линейных и поверхностных дефектах, но и по чисто оптическим причинам увеличение пути света, вследствие многократного отражения и преломления его на границах зерен, вызывает рост потерь за счет поглощения как в объеме кристаллов при частично перекрывающихся спектрах поглощения и излучения, так и в поверхностных слоях и в связующем веществе, если из люминофора готовится экран. С другой стороны, чрезмерно большой размер зерен люминофора невыгоден, так как он вызывает потерю разрешающей способности экранов. Необходимо также учитывать, что наличие структурных дефектов типа дислокаций ускоряет диффузию активатора и его равномерное распределение по зерну. Следовательно, на определенном этапе формирования люминофора этих дефектов должно быть не слишком мало, а для придания способности к электролюминесценции определенная дислокационная структура должна сохраняться и в готовом люминофоре. [c.247]

О старении люминофоров. Иногда свойства люминофоров претерпевают заметные изменения во времени даже при хранении в условиях, которые исключают какие-либо внешние воздействия, вызывающие фотолиз, хемосорбцию и т. п. явления. Такие изменения, объединяемые термином старение люминофоров (обычно они состоят в уменьшении выхода люминесценции), в большинстве случаев обусловлены теми же процессами, какие происходят при отжиге, а именно ассоциацией, сегрегаций и осаждением точечных дефектов, перемещением дислокаций, приводящим к изменению их плотности или к образованию новых границ блоков и т. п. Разница лишь в том, что при комнатной температуре процессы такого рода протекают значительно медленнее, чем при температуре отжига. Повышенная плотность линейных и поверхностных дефектов как и [c.313]

ЛИНЕЙНЫЕ И ПОВЕРХНОСТНЫЕ ДЕФЕКТЫ [c.222]

В противопо-ложность точечным дефектам, появление которых в решетке кристалла повышает его энтропию и тем самым снижает его свободную энергию, дислокации и межзеренные границы мало влияют на энтропию кристалла энергия образования этих протяженных дефектов велика, и поэтому они не могут существовать в измеримых концентрациях как термодинамически устойчивые дефекты. Линейные и поверхностные дефекты легка образуются при выращивании монокристаллов и при приложении к ним неоднородных термических и механических воздействий. Поскольку эти дефекты при небольших концентрациях распределены по объему кристалла неравномерно, нарушение свойств кристалла, обусловленное их присутствием, локализовано в небольших объемах, окружающих дислокации или границы. Вблизи дислокаций или межзеренных границ свободная энергия кристалла имеет по сравнению с энергией частей кристалла, удаленных от него, повышенное значение. Следовательно, при взаимодействии кристалла с внешней средой кинетика процессов, протекающих вблизи дефектов на поверхности или в объеме кристалла, будет иной, и однородность свойств кристалла будет нарушена. [c.222]

Глава VI. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АТОМНЫХ, ЛИНЕЙНЫХ И ПОВЕРХНОСТНЫХ ДЕФЕКТОВ В ИОННЫХ КРИСТАЛЛАХ [c.91]

Дефекты структуры реальных кристаллов разнообразны. Прежде всего, различают точечные, линейные и поверхностные дефекты. Простейшие и в то же время важнейшие точечные дефекты это незанятые узлы решетки или вакансии и атомы, находящиеся в междуузлиях. Существование таких дефектов связано с тем, что отдельные атомы или ионы решетки имеют энергию, превышающую ее среднее значение при данной температуре. Такие атомы колеб- [c.162]

В реальных кристаллах имеются несоверщенства структуры, т. е. дефекты. Дефекты могут быть точечными, линейными и поверхностными. Дефектами определяются многие физические и химические свойства кристаллов. [c.590]

Дефекты структуры реальных кристаллов разнообразны. Прежде всего различают точечные, линейные и поверхностные дефекты. Простейшие и в то же время важнейшие точечные дефекты — это незанятые узлы решетки, или вакансии, и атомы, находящиеся в междуузлиях. Существование таких дефектов связано с тем, что отдельные атомы или ионы решетки имеют энергию, превышающую ее среднее значение при данной температуре. Такие атомы колеблются интенсивнее других и могут пере.меститься с одного места на другое, например, из узла решетки в междуузлие. Вышедший из узла атом называется дислоцированным, а незаполненное место, где он ранее находился,вакансией. В любой момент соседний с вакансией атом может перейти на ее место, освободив новую вакансию. Таким образом, вайаисии переходят с одного места на другое. Точечные дефекты оказывают очень большое влияние на свойства полупроводниковых материалов. [c.155]

В настоящей работе мы ограничиваемся обсуждением лищь точечных дефектов, которые в отличие от линейных и поверхностных дефектов решетки могут быть равновесными, что позволяет дать сравнительно простое описание процессов разупорядочения в рамках классической термодинамики обратимых процессов, и квази-химического метода, развитого Вагнером, Шоттки и Кре-гером [9, 10]. Основное внимание будет уделено соединениям со шпинельной структурой, в которой кристаллизуется большинство ферритов. [c.261]

Поскольку атомы активатора могут быть вытеснены в область дислокации, то часть центров свечения локализуется в этой области. Несимметричность окружения и ослабленность связей (уменьшение К в уравнении (I. 56)) может вызвать увеличение стоксова смещения, расширение полосы излучения и повышение вероятности внутреннего тушения. В то же время в некоторых случаях при сегрегации примесей в области дислокаций и межблочных границ наблюдалось усиление люминесценции. Так, у кристаллов Na l-Pb, Мп после отжига увеличивалась интенсивность свечения Мп-центров, расположенных вдоль линейных и поверхностных дефектов [50], что объясняется сближением при сегрегации атомов сенсибилизатора (РЬ +) и активатора (Мп +). Особый случай образования малораст- [c.131]

Барьеры образуются и в области контакта между зернами люминофора или между люминофором и другим полупроводниковым веществом, например СигЗ, образующим тонкие слои и вкрапления на внешней поверхности ZnS- u-элект-ролюминофоров и на линейных и поверхностных дефектах. Предполагается [49], что такие контактные области, называемые гетеропереходами (рис. 65), играют важную роль в электролюминесценции. Как уже отмечалось, при наложении электрического поля равновесие наступает при выравнивании электрохимических потенциалов = -Ьеф (величина электрического потенциала ф берется с соответствующим знаком). Поэтому если в случае гетероперехода, образованного п-полупроводником с широкой запрещенной зоной (ZnS) и р-полупроводником с узкой запрещенной зоной (СигЗ), приложить к первому положительный, а ко второму— отрицательный потенциал, то барьер увеличится на величину еДф (при этом и Х,<1ер, так что Ьр>1еп). При достаточно большой разности потенциалов Аф дно зоны проводимости ZnS опустится ниже верхнего края валентной зоны ugS, и тогда появится возможность так называемого туннельного проникновения электронов из СйгЗ в ZnS (рис. 65). Эта схема поясняет, каким образом СигЗ может служить источником разгоняемых полем электронов [49]. [c.142]

Дислокации наряду с поверхностью играют важную роль и при фотохимических реакциях разложения веществ — фотолизе, являющемся частой причиной порчи люминофоров при хранении. В этом случае на линейных и поверхностных дефектах скапливаются обра- [c.175]

Как уже отмечалось, местами безызлучательных переходов являются также линейные и поверхностные дефекты. Поэтому при изготовлении люминофоров стремятся получить возможно более совершенные кристаллы. Создание дефектов типа дислокаций в готовом люминофоре при механических деформациях, например при его растирании и дроблении, может вызвать резкое снижение выхода люминесценции [71], с чем необходимо считаться при изготовлении люминофоров и люминесцирующих покрытий . Поскольку при этом в первую очередь нарушаются приповерхностные области кристаллов, то падение яркости при возбуждении слабо проникающим светом, поглощаемым основной решеткой фосфора,, оказывается гораздо больше, чем при возбуждении рентгеновыми [c.224]

Помимо рассмотренной диффузии примесей по регулярной решетке, в химии люминофоров существенное значение имеет диффузия вдоль дислокаций и субграниц, тем более что речь идет о перемещении малых количеств примеси. Ослабленность связей вблизи дислокаций и повышенная концентрация вакансий, источником которых являются дефекты этого типа (см. гл. V, 1), приводят к росту коэффициентов диффузии и к тому, что введение примесей в кристаллы становится возможным при температурах значительно ниже температуры разрыхления решетки. Особенно большую роль это играет в случае порошковых люминофоров, характеризующихся высокой плотностью линейных и поверхностных дефектов и малыми размерами кристаллов. [c.294]

При анализе изменения оптических свойств люминофоров после удаления плавня необходимо учитывать также возможное влияние повышенной температуры сушки. Так, в случае 2п5-Си-фосфоров уже при 120° С процессы ассоциации, приводящие к образованию синих центров свечения и к выделению СигЗ в виде отдельной фазы, протекают с довольно большой скоростью, приводя к изменению как спектра, так и выхода люминесценции (см. гл. V, 2). По рассмотренным ранее причинам при получении электролюминофоров осаждение некоторого количества меди в виде СигЗ на линейных и поверхностных дефектах является условием появления способности к люминесценции под действием переменного электрического поля. Однако, с другой стороны, образование фазы СигЗ на поверхности зерен люминофора приводит к падению яркости свечения, как из-за реабсорбции испускаемого света, так и вследствие шунтирующего действия сплошных пленок сернистой меди. Поэтому 2пЗ-Си-электролюминофоры после прокаливания промывают растворами КСЫ или смесями окислителя и комплексообразующего агента (например, НгОг-ЬЫН40Н), удаляющими избыток СигЗ [53]. В принципе те же методы пригодны и для удаления сернистого серебра с поверхности зерен лю.минофоров, если образование его в процессе прокаливания или промывки не удалось предотвратить. [c.309]

Ранее нами уже рассматривались многие из тех процессов, которые могут происходить при отжиге, а именно сегрегация и осаждение примесей в области линейных и поверхностных дефектов, а также связанное с этим возникновение областей повышенного электрического сопротивления, обратимое и необратимое превращение центров свечения, увеличение степени самокомпенсации полупроводниковых кристаллофосфоров и диффузия примесей по дислокациям. При отжиге на воздухе нужно считаться с сорбцией кислорода, а выше определенной температуры — также с окислением основания люминофора. К этому следует добавить возможность полиморфных превращений. Например, при медленном охлаждении или отжиге закаленных ге/сс-2п5-Си-фосфоров, содержащих большое количество меди (1 10 г/г и более), происходит переход от структуры вюрцита к структуре сфалерита [82]. Благоприятное действие избытка меди может быть связано как с повышенной плотностью дислокаций, а потому и собственных дефектов, облегчающих самодиффузию, так и со стимулирующим влиянием хлористой меди u l, имеющей структуру сфалерита . Полиморфные превращения при отжиге наблюдались также у люминофоров других классов, например у aS04-Mn [59]. [c.311]

Как указывалось в гл. V, 2, процесс, изображенный уравнением (V.56), протекает в области линейных и поверхностных дефектов. Последние должны облегчать и улетучивание Zn b- Поэтому факторы, способствующие уменьшению плотности дислокаций, должны благоприятствовать повышению термостойкости люминофоров IB вакууме. Таково, в частности, действие предварительного [c.312]

Из вышеизложенного следует, что падение интенсивности люминесценции фосфоров типа ZпS-Ag- при их отжиге в вакууме обусловлено как уменьшением концентрации центров свечения Ag zn, точнее, отношения Ссв/Ст, так и увеличением реабсорбции излучаемого света при выделении из решетки Ag2S. В случае 7п5 ZпSe-Ag, С1-фосфоров выделяющийся в вакууме селенид серебра, Ag2Se, разлагается на Ag и 5е [43]. Для ослабления указанного действия отжига на люминофоры нужно не только стремиться к снижению плотности линейных и поверхностных дефекто-в, но и по возможности защищать кристаллы от непосредственного контакта с эвакуированным пространством, например путем использования защитных покрытий, прозрачных для излучаемого света. [c.313]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология