Кристаллофосфоры свечение

Люминофоры — это вещества, способные люминесцировать при различных видах возбуждения. Неорганические люминофоры — фосфоры, имеющие кристаллическое строение, относят к кристаллофосфорам. Свечение люминофора может быть обусловлено как свойствами его основного вещества, так и примесями — активаторами. При этом активатор образует в основном центры люминесценции. Люминофоры применяют для преобразования различных видов энергии в световую. Спектры возбуждения и излучения различных фотолюминофоров могут лежать в интервале от коротковолнового ультрафиолетового до ближнего инфракрасного диапазона. Ширина спектральных полос варьируется от тысяч ангстрем для органолюминофоров до единиц ангстрем для кристаллофосфоров, активированных РЗЭ. Длительность послесвечения различных люминофоров колеблется от 10 с для органолюминофоров до нескольких часов для кристаллофосфоров. [c.294]

Когда длительность свечения мала, а именно находится в преде- лах 10 °—10 с, то состав кристаллофосфора практически не изменяется. Ведь вслед за поглощением и первым актом окислительно-восстановительного превращения мгновенно следует излучение и второй прямо противоположный акт окислительно-восста- новительного превращения. [c.127]

Природа рекомбинационной люминесценции более сложная. Этот вид люминесценции наблюдается при рекомбинации (воссоединении) радикалов или ионов с образованием возбужденных молекул, он может возникать у различных газов и особенно характерен для кристаллофосфоров. При возбуждении (например, сульфидных кристаллофосфоров) происходит разделение их центра свечения на две противоположно заряженные части. При последующей встрече этих частей происходит их рекомбинация с выделением энергии, которая приводит в возбужденное состояние центр свечения. Последний переходит в невозбужденное состояние с излучением кванта люминесценции. [c.89]

Оказалось, что закономерности спектров свечения НК не отличаются от наблюдаемых у объемных кристаллофосфоров. Максимумы свечения НК совпадают с максимумами свечения массивных кристаллов, с увеличением концентрации активатора максимум спектра свечения смещается в длинноволновую область. [c.501]

Привести примеры количественных определений элементов и веществ методом люминесценции а) по их собственной люминесценции б) по свечению их кристаллофосфоров в) по люминесценции их комплексных соединений с органическими лигандами. [c.215]

Зонная схема рекомбинационного свечения кристаллофосфоров [c.508]

Свечение кристаллофосфоров объясняется зонной теорией твердого тела. Кристаллофосфоры представляют собой ионные кристаллы с вкрапленными в них ионами активатора и плавня. В результате сильного взаимодействия с соседями энергетические уровни ионов кристалла расщепляются на больщое число уровней, образуя щирокие энергетические зоны. Число уровней, составляющих такие зоны, равно удвоенному числу взаимодействующих между собой ионов. У кристалла может быть несколько энергетических зон. Одни из них образуются вследствие расщепления энергетических уровней катионов, а другие — в процессе расщеплении энергетических уровней анионов. При этом каждая из образующихся зон является обобществленным уровнем всех катионов или всех анионов кристалла. Наиболее важными зонами, определяющими оптические свойства кристалла, являются самая высокая из заполненных электронами зон, образованная уровнями аниона основного вещества, и самая низкая из незаполненных зон, образованная уровнями катиона основного вещества. Первая зона называется валентной, а вторая — зоной проводимости. Между этими двумя зонами располагается запрещенная зона. Ее ширина в случае кристаллофосфоров колеблется от 2 до 10 эВ. [c.509]

На рис. 14.4.83 схематически приведены электронные переходы в кристаллофосфорах, обусловливающие появление люминесценции различного типа. В соответствии с зонной теорией твердого тела, возможно несколько механизмов возникновения рекомбинационного свечения кристаллофосфоров. [c.509]

Для сравнения длительности люминесценции различных кристаллофосфоров используют те значения времени, в течение которьгх интенсивность свечения остается выще некоторого порогового значения, определяемого чувствительностью человеческого глаза в определенных условиях его адаптации. [c.510]

Спектры люминесценции кристаллофосфоров в основном представляют собой широкие симметричные полосы, располагающиеся обычно в видимой области спектра. В некоторых случаях наблюдается более сложная форма спектров люминесценции, что указывает на наличие у кристаллофосфора нескольких центров свечения, полосы, излучения которых налагаются друг на друга. Свечение каждого из центров, как правило, затухает с различной скоростью. [c.510]

Спектральный состав излучения кристаллофосфоров определяется природой активатора. В кристаллофосфорах на основе ZnS медь в качестве активатора дает зеленое свечение, а серебро — голубое. [c.510]

Основа кристаллофосфора также оказывает существенное влияние на спектр его люминесценции. Один и тот же активатор в различных основах вызывает свечение, отличающееся по своему составу. Увеличение атомной массы катиона и аниона основы обычно приводит к смещению полосы излучения в длинноволновую область (табл. 14.4.157). [c.510]

Закон Стокса—Ломмеля применим в общем случае и для свечения кристаллофосфоров. Однако для последних характерно значительное разделение полос поглощения и излучения, а случаи перекрывания их довольно редки. [c.511]

Важнейшей характеристикой любого кристаллофосфора является спектр возбуждения, позволяющий определить положение полос его активного поглощения. Спектр возбуждения кристаллофосфора, как правило, существенно отличается от спектра его поглощения. Это связано с тем, что различные длины волн возбуждающего излучения по-разному преобразуются в свечение кристаллофосфоров. [c.511]

С точки зрения практического использования, большое значение имеет зависимость между длиной волны возбуждающего света и спектральным составом излучения, испускаемого кристаллофосфором. Если энергия возбуждающего света меньше ширины запрещенной зоны, то наиболее вероятным является поглощение на самом активаторе. В результате должно возникать кратковременное свечение, обусловленное возбуждением активатора. [c.511]

В тех случаях, когда в спектрах излучения кристаллофосфоров наблюдается несколько полос, изменение длины волны возбуждающего света может вызвать изменение спектрального состава излучения. Это хорошо видно на примере кристаллофосфора ZnS Мп. При возбуждении люминесценции монохроматическим светом с >. = 365 нм наблюдается желтое свечение, обусловленное атомами марганца. При возбуждении люминесценции светом с >. = 313 нм свечение богато голубыми линиями, связанными с присутствием в кристаллической решетке кристаллофосфора атомов цинка, играющих роль активаторов. [c.511]

При заданном уровне интенсивности возбуждающего света имеет место постепенное нарастание во времени интенсивности свечения кристаллофосфоров. Это свойственно аккумулирующим системам, какими являются кристаллофосфоры. Поскольку указанный про- [c.511]

Выход люминесценции у кристаллофосфоров может достигать нескольких десятков процентов и сильно зависит от концентрации активатора и неконтролируемых примесей. Обычно активатор вводят в кристаллическую решетку в количествах, достаточных для подавления действия случайных примесей, снижающих выход люминесценции. Однако необходимо избегать введения больших количеств активатора, поскольку в этом случае возможно образование ассоциированных центров, включающих несколько частиц активатора. Такие центры либо не светятся вообще, либо дают измененное свечение. Тушение люминесценции, вызванное введением больших количеств активатора, называют концентрационным тушением свечения кристаллофосфоров. Для многих кристаллофосфоров при определенных условиях их получения наблюдается линейная зависимость между интенсивностью люминесценции и концентрацией активатора. [c.511]

Повышение температуры приводит к уменьшению свечения кристаллофосфоров. Это связано не только с действием нагревания на люминесцирующие центры подобно температурному тушению молекулярной люминесценции, но и с другим процессом — заполнением локализованных на уровнях активатора дырок электронами, поднимающимися из валентной зоны под воздействием тепловой энергии. В результате нейтрализации центры свечения теряют способность к рекомбинации с электронами из зоны проводимости. Дырки, образовавшиеся в валентной зоне вследствие ухода электронов, перемещаясь по валентной зоне, локализуются на центрах тушения. Центры тушения— особые места решетки, не способные к люминесценции. Они возникают вследствие дефектов в кристаллической решетке кристаллофосфора, связанных с включением в нее при- [c.511]

Применяемые в анализе кристаллофосфоры должны отвечать ряду требований высокий выход люминесценции (иногда это касается свечения какой-либо определенной длины волны) стойкость к разрушающему воздействию возбуждающего света, влаги и атмосферы высокая температура плавления высокий верхний температурный предел свечения длительное свечение в одних случаях и отсутствие его в других. [c.517]

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]

Сравним спектры поглощения чистого сульфида цинка, который сам по себе прозрачен для видимого света и не люминесци-рует (ширина его запрещенной зоны равна 3,7 эВ), и полученного на его основе кристаллофосфора, содержащего примесь меди, которому в зависимости от валентного состояния меди свойственно синее или зеленое свечение. [c.123]

Большой интерес для теории и практики получения кристаллофосфоров представляет проблема самоактивирования сульфида цинка. Вопреки общепринятому представлению, что активаторами в цинк-сульфидном фосфоре с голубы 1 свечением служат избыточные атомы цинка, появляющиеся в результате удаления некоторого количества серы при термической обработке 2п8, Л. А. Громов установил, что эту функцию выполняет окись цинка. Его опыты показали, что избыток цинка не вызывает появления характерного голубого свечения. Оно возникает лишь в таких условиях, когда образуется окись цинка. Ширине запрещенной зоны окиси цинка, равной 3,2 эВ (как и следовало ожидать, меньшей, чем ширина запрещенной зоны сульфида цинка), отвечает энергетический уровень, отсчитанный от дна зоны проводимости сульфида цинка. Данному уровню соответствует длина волны, равная 390 нм. Это на 84 нм меньше измеренной длины волны в максимуме спектра самоактивированного голубого свечения сульфида цинка. [c.125]

Основываясь на этой классификации химик-аналитик должен ра-зумдо подобрать в каждом конкретном случае источник возбуждения. Так, большинство люминесцентных методов, использующих свечение комплексов металлов с органическими и неорганическими лигандами, применимо к растворам. Для их возбуждения необходимо использовать ультрафиолетовый или видимый свет (фотолюминесценция), но не катодные лучи, которые приведут к их разложению. Твердые вещества, например кристаллофосфоры (неорганические люминофоры), можно возбуждать ультрафиолетовым светом, катодными и рентгеновскими лучами. [c.89]

ЛЮМИНОФОРЫ (лат. lumen — свет и греч. phoros — несущий) —вещества, способные преобразовывать поглощаемую ими энергию в световое излучение. Л. бывают неорганическими и органическими. Свечение неорганических Л. (кристаллофосфоров) обусловлено в большинстве случаев присутствием посторонних катионов, содержащихся в малых количествах (до 0,001%) (напр., свечение сульфида цинка активируется катионами меди). Неорганические Л., применяются в люминесцентных лампах, электронно-лучевых трубках, для изготовления рентгеновских экранов, как индикаторы радиации и др. Органические Л. (люмогены) применяются для изготовления ярких флуоресцентных красок, различных люминесцентных материалов, используются в люминесцентном анализе, в химии, биологии, медицине, геологии и криминалистике. [c.150]

СКАНДИЯ ВАНАДАТ S VO/,, крист. не раств. в воде. Разлаг. при действии концептри[)011, минер, к-т. Ио.муч. взаимод. ЗсгОз с VaO.i прн 75(1—1300 °С. Активатор свечения кристаллофосфоров. [c.529]

Люминофоры (от лат. lumen — свет и греч. phoros — несущий) — вещества, способные преобразовывать поглощаемую ими энергию в световое излучение (люмине-сцировать). По химической природе Л.разделяются на неорганические, большинство из которых относится к кристаллофосфорам, и органические. Свечение неорганических Л. (кристаллофосфоров) обусловлено в большинстве случаев присутствием посторонних катионов, содержащихся в малых количествах (до 0,001 %). Такие [c.77]

Особенно интенсивная флуоресценция наблюдается у силикатов магния, кальция, бериллия, бария, фосфатов кальция, бария и особенно галогенидов щелочпых металлов, активированных небольшими количествами солей таллия. Интенсивность флуоресценции зависит от содержания таллия в кристаллах [21]. Свечение в этих случаях объясняется вхождением таллия в кристаллическую рещетку галогенидов с образованием смешанных кристаллов и, возможно, комплексных ионов [134]. Образование кристаллофосфоров удачно используется для обнаружения малых количеств таллия. При введении соли таллия в раствор галогенида щелочного металла и высушивании получаются кристаллофосфоры, флуоресцирующие при облучении ультрафиолетовыми лучами [210] [c.32]

Для определения марганца используют кристаллофосфор ЗЬзО. —Мп [141. Тетраокись сурьмы исключительно чувствительна к примеси марганца. Оранжево-красная полоса излучения (500—632—800 нм) отчетливо обнаруживается уже прн содержании 1-10 г Мн/г. Концентрационное гашение не обнарул ивается, когда концентрация достигает 3-10 г Мп/г. Марганец определяют визуальным сравнением,флуоресценции испытуемых и эталонных образцов. Сильными гасителями люминесценции SЬ20 — Мп являются Ге(П1), 2н(П), N (11), Со(П), РЬ(П), Си(П). Увеличивают яркость свечения окислы бора, фосфора и мышьяка. Определению [c.71]

Отмечена флуоресценция сульфида кадмия, осажденного в микропробирке в присутствии цианида открываемый минимум 0,02 мкг СА мл, как при реакции с пиридином [393, стр. 236]. Предложено определение С(18 в присутствии меди и по вызываемому им тушению свечения флуоресцеина на фильтровальной бумаге при соотношении Си С(1 = 100 1 чувствительность обнаружения последнего соответствует рО около 5,2 (С = 6 мкг мл) [392, стр. 195]. На бумажных хроматограммах кадмий можно открывать по люминесценции в присутствии других катионов смесью 8-оксихи-нолина, кверцетина и салицилаламина [106] или 8-оксихинолина с койевой кислотой (открываемый минимум — 0,05 мкг) [45, стр. 148] используют также хроматографирование на бумаге, пропитанной одним 8-оксихинолином [149]. Из других люминесцентных реакций описано открытие от 0,01 мкг d в кристаллофосфорах на основе ТЬОг при их облучении конденсированной искрой между вольфрамовыми электродами [45, стр. 138]. Вольфрамат кадмия дает ярко-желтую, а его нитрат фиолетово-синюю флуоресценцию [539]. [c.47]

А -> А + Нуа-Рекомбинационная люминесценция наблюдается у различных газов при рекомбинагщи радикалов или ионов с образованием возбужденных молекул. Однако наиболее часто рекомбинационное свечение наблюдается у кристаллофосфоров. [c.499]

Поглощение возбуждающего света происходит в основном веществе (рис. 14.4.83,.а, б). В результате возбуждеЕшя электрон ё из заполненной валентной зоны переходит в зону проводимости (рис. 14.4.83, а, б I), а на его месте в валентной зоне образуется дырка, обладающая свойствами положительного заряда е" и способная передвигаться по валентной зоне. Передвижение дырки осуществляется в результате быстрого последовательного обмена электронами между соседними ионами валентной зоны. Если уровень активатора располагается вблизи от валентной зоны, то электрон с активатора рекомбинирует с дьфкой. Она всплывает и локализуется на его уровне (рис. 14.4.83, а, б П). В результате рекомбинации электрона е, попавшего в зону проводимости, с дыркой активатора е (рис. 14.4.83, а, б 111) возникает кратковременное свечение. Однако электрон, оказавшийся на нижнем уровне зоны проводимости, может перейти на локальный уровень (безызлучательный переход рис. 14.4.83, б, IV). Переход с локального уровня непосредственно на невозбужденный уровень активатора невозможен. Чтобы попасть на уровень активатора, электрон сначала должен вернуться назад в зону проводимости, для чего ему необходимо сообщить дополнительно небольшую порцию энергии. Запасенная электронами на ловушках энергия (так называемая запасенная светосумма) может быть освобождена при нагревании кристаллофосфора или облучении его ИК-светом. При помощи энергии, сообщенной извне (тепловой или лучистой), захваченный ловушкой электрон возвращается в зону проводимости (рис. 14.4.83, б, V), а затем рекомбинирует с положительно заряженным ионом активатора (дыркой), вызывая его люминесценцию. Люминесценция, отве- [c.509]

У некоторых кристаллофосфоров (щелочногалоидные, активированные солями уранила, редкоземельными элементами и др.) наблюдается свечение, отвечающее внутрицентровым переходам. Здесь процессы возбуждения и люминесценции обусловлены электронными переходами в пределах активатора и не связаны с его ионизацией (рис. 14.4.83, Э). По свойствам этот вид люминесценции близок к молекулярной люминесценции (связь между спектрами поглощения и люми-несцешщи, экспоненциальный закон ее затухания, малая длительность т = 10 -10 с). [c.510]

По своим свойствам свечение кристаллофосфоров отличается от молекулярной люминесценции. Эти различия, прежде всего, касаются длительности и характера затухания свечения. Если для молекулярной люминесценции характерны кратковременные процессы свечения (флуоресценция), то для свечения 1фисталлофосфоров, имеющего рекомбинационную природу, характерны, напротив, длительные процессы свечения. Затухание свечения кристаллофосфоров после прекращения возбуждения подчиняется гиперболическому закону и может бьггь описано эмшфической формулой Беккереля [c.510]

Длительность люминесценции кристаллофосфоров может быть весьма различной, и часто у одного и того же кристаллофосфора наблюдается несколько свечений разной длительности. Нередко одновременно с длительным наблюдается кратковременное свечение, которое накладывается на первое. Кратковременное свечение вызвано непосредственным возбуждением актива-тора и по своим свойствам близко молекулярной люминесценции. Отличие заключается в том, что в кристаллофосфорах активатор сильно взаимодействует с кристаллической решеткой основного вещества. Вследствие этого поглощаемые и излучаемые частоты представляют собой комбинацию частот чисто электронного перехода активатора с частотами колебаний решетки основного вещества. Участие колебательных уровней кристаллической решетки основного вещества кристаллофосфора в механизме дезактгшации электронно-возбужденного состояния активатора приводит к появлению широких (100-200 нм и более) полос излучения. [c.510]

В отличие от молекулярной люминесценции, для которой наблюдается тесная связь между спектрами поглощения и люминесценции, для люминесценции кристаллофосфоров подобная зависимость, как правило, отсутствует. Это легко объясняется рекомбинационной схемой свечения последних. В самом деле, поглощательная способность кристаллофосфора определяется кристаллической рещеткой основного вещества, а излучение осуществляется другой его частью — активатором. [c.511]

Анализ по спектрам люминесценции кристаллофосфоров. Среди неорганических люминофоров наибольшую ценность для анализа представляют кристаллофосфоры. По характеру свечения кристаллофосфора можно судить о наличии элемента-активатора. Между интенсивностью люминесценции и содержанием активатора наблюдается линейная зависимость, что использутот для определения микроколичеств многих элементов. [c.517]

Кривая зависимости интенсивности люминесценции от температуры (или времени), наблюдаемая при нагревании кристаллофосфоров, называется кривой термического высвечивания (КТВ). На рис. 6.5.4 приведен пример такой кривой термовысвечивания. Форму 1СТВ определяют термическое освобождение носителей заряда и опустошение ловушек. Если у кристаллофосфора несколько типов ловушек, КТВ состоит из нескольких пиков, с чем и приходится сталкиваться обычно в реальных условиях. Для ТЛД пригодны те кристал-лофосфоры, у которых интенсивность одного — главного максимума значительно выше остальных (кривая 1 на рис. 6.5.4 кривая 2 объясняется тепловым свечением). Светосумма, определяемая по площади под КТВ [c.122]

СКАНДИЯ ВАНАДАТ S V04, крист. не раств. в воде. Разлаг. при действии концентриров. минер, к-т. Получ. взаимод. ЗсгОз с V2OS при 750—1300 °С. Активатор свечения кристаллофосфоров. [c.529]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология