Уровни активатора

Если в запрещенной зоне, кроме основного уровня активатора, имеется уровень прилипания, то основной уровень имеет большую вероятность захвата дырки, а уровень прилипания — большую вероятность захвата электрона. После того как произошли оба захвата (переходы 3 и 4), происходит переход электрона с возбужденного уровня на основной, сопровождающийся излучением (переход 5). [c.433]

Тушение люминесценции происходит в том случае, когда энергия ИК-лучей оказывается достаточной для переноса электрона из валентной зоны на уровни ионизованных активаторов. Это приводит к уничтожению положительного заряда на уровнях активатора и, следовательно, к уменьшению числа переходов, сопровождающихся излучением света. Ослабление указанного эффекта может возникнуть из-за того, что дырки, образовавшиеся в валентной зоне, начнут перемещаться по ней и переходить на уровни активатора, вновь создавая условия для излучательной рекомбинации. Если вводить в люминофор Со, Ni и Fe, то эффект усиливается. [c.25]

В — валентная зона основно-ГО пещества С — зона проводимости Ц — вакантные (локальные) уровни активатора Л — локальные уровни ловушек [c.457]

При изменении состава основы люминофора, например за счет введения С(1 в основу 2пЗ-люминофоров, граница основной полосы поглощения смещается в сторону более длинных волн. Замена меди, например, на марганец, приводит к изменению полосы, соответствующей поглощению на уровнях активатора. [c.7]

Поглощение света или других видов энергии кристаллом приводит к преодолению запрещенной зоны основного вещества и к переходу электрона из валентной зоны в зону проводймости С (переход 1) или с уровней активатора в зону проводимости (переход 2). При поглощении света активатором возникают ионизованные центры свечения, т. е. вакантные уровни Ц, а при поглощении света основным веществом возникают дырки в валентной зоне. Дырки заполняют электронами с уровней активатора (переход 3), и также образуются вакантные уровни Ц. Часть электронов, попавших в зону проводимости С, могут рекомбинировать с ионизованными центрами свечения, т. е. переходить на вакантные уровни активатора (переход 4). Этим обусловлено кратковременное свечение, происходящее в начальный период после облучения люминофора ( мгновенное свечение ). Остальные электроны, попавшие в зону С, застревают на уровнях ловушек Л в местах нарушений кристаллической решетки (переход 5). При этом возможность прямой рекомбинации с ионизованными центрами свечения Ц полностью исключена, так как локальные уровни Л к Ц пространственно отделены друг от друга. Для такой рекомбинации требуется предварительное высвобождение электрона из ловушек Л с переходом его обратно в зону проводимости С (переход 6). Только-тогда по пути 4 может произойти акт высвечивания. Энергия, необходимая для переходов 6, может быть получена от тепловой энергии самой решетки. Для таких переходов требуется время, которое существенно зависит от температуры и разности уровней дна зоны проводимости С и ловушек Л. Излучение, сопровождающее рекомбинацию этих временно застревающих электронов на уровнях прилипания Л, представляет собой послесвечение кристаллов. [c.366]

Согласно существующим представлениям [58], это обусловлено тем, что введение указанных элементов способствует образованию дополнительных глубоких электронных ловушек. В процессе тушения образовавшиеся дырки могут захватываться ловушками, рекомбинировать без излучения с электронами. Тем самым возникает препятствие для перехода дырок на уровни активатора. [c.25]

Простейшая зонная схема для люминофоров полупроводникового типа показана на рис. IV. 1. Энергетические уровни и Аа, возникающие при введении активатора, располагаются в запрещенной зоне II. Наряду с уровнями активатора в запрещенной зоне существуют уровни захвата электронов (Л), обусловленные различными дефектами (в частности, примесными). Так как природа ловушек различна, то уровни захвата могут иметь различную Глубину. Уровень А соответствует невозбужденному состоянию активатора (основной уровень) и в этом состоянии заполнен, а уровни (возбужденный уровень) и уровень Л свободны, [c.73]

Прп возбуждении люминофора светом энергия может поглощаться как на Уровнях активатора, так и в основном веществе. В первом случае поглощение света сопровождается переходом электрона с основного уровня активатора А [c.73]

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]

А — заполненная зона В — зона проводимости L — уровни активатора М и F — локальные уровни захвата. [c.221]

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]

Некоторые закономерности влияния типа кристаллической решетки на спектральные характеристики фосфоров. Люминесцентный фазовый анализ. Поскольку от симметрии кристаллического поля зависит расщепление уровней активатора и вероятность переходов между ними, то изменение типа кристаллической структуры, например при полиморфных превращениях, приводит к изменению спектров. Особенно сильно меняются спектры излучения [65], что может быть объяснено характером изменения формы потенциальной кривой возбужденного состояния, а также положения ее мини- [c.212]

Активатор играет роль тушителя по отношению к сенсибилизатору, поэтому можно сказать, что энергия возбужденного уровня тушителя должна быть равна или меньше энергии резонансного уровня активатора. [c.110]

Рис. 5 даёт схему расположения энергетических зон кристалла и простейшую схему свечения кристаллофосфоров А—нижняя заполненная зона, В—верхняя зона проводимости, а—уровни активатора, Ь—местные локальные уровни около полосы проводимости, вызванные неправильностями решётки, особенно внедрением активатора. [c.35]

Механизм гасящего действия никеля не установлен. В связи с гашением, может быть, следует отметить расширение полосы излучения в сторону ультрафиолета, которое имеет место вообще при добавке металлов железной группы к сульфидам. Расширение констатировано при низкой и комнатной температурах, одинаково при возбуждении светом и электронами [221, стр. 141, Дискуссия]. Гасящее действие металлов всей железной группы можно считать результатом увеличения числа уровней активатора в зоне запрещённых энергий. Это уменьшает величину квантов излучения и выносит их за пределы видимой области [186]. [c.205]

Зависимость светоотдачи от температуры экрана определяется, главным образом, степенью участия в процессе неизлучающих переходов. В случае кристаллолюминофоров учитывают также меняющуюся вероятность освобождения уровней активатора за счёт рекомбинации его электронов с дырками верхней заполненной полосы. Вероятность неизлучающих переходов пропорциональна высокой степени температуры и выше некоторой границы (--400°) понижает отдачу до полного прекращения люминесценции. Вероятность рекомбинации. электронов излучающего атома и дырок также растёт с температурой. В соответствии с этим кривая зависимости светоотдачи от температуры проходит через пологий максимум, вслед за которым быстро падает до нуля. [c.244]

В области средних и высоких температур поведение отдачи, характеризуемое величиной технической светоотдачи, аналогично поведению яркости, описанному выше в 10. За счёт более быстрого освобождения уровней активатора светоотдача некоторых катодолюминофоров достигает максимума в области температур, несколько превышающих комнатную. Поскольку фактически измеряемая температура подложки может характеризовать действительную температуру поверхностного слоя люминофора, подверженную непосредственной бомбардировке, максимум светоотдачи для различных катодолюминофоров лежит в области температур от нуля до 60—80°. Положение этого максимума зависит от типа трегера, но главным образом от природы излучающего атома. [c.245]

Разницу в спектральном составе при различной мощности и способах возбуждения можно ожидать лишь в, исключительных случаях, а именно 1) При очень большой плотности возбуждения в силу высокой концентрации возбуждённых электронов в полосе проводимости они падают на уровень загрязнения, не достигнув теплового равновесия (коротковолновое смещение). 2) Электроны падают на уровень загрязнения непосредственно с уровней прилипания, минуя полосу проводимости (длинноволновое смещение). 3) Электроны падают нормально с нижней границы полосы проводимости, но на различные по глубине (энергетически) уровни активатора в зависимости от скорости освобождения последних за счёт рекомбинации с дырками основной полосы. Есть основания предполагать, что все три указанных случая имеют место на практике. [c.285]

При очень кратковременном, но мощном возбуждении спонтанное послесвечение превалирует над фосфоресценцией. Если длительность возбуждения достаточно велика, то электроны успевают перейти на уровни прилипания и к спонтанному послесвечению прибавляется некоторая доля фосфоресценции. При очень мощном возбуждении фосфоресценция перестаёт зависеть от интенсивности возбуждения, так как все наличные уровни прилипания уже заполнены. Спонтанное послесвечение следует при этом за интенсивностью свечения в момент возбуждения. Комбинируя по произволу вероятность рекомбинации электрона с уровнем активатора и уровнями прилипания, что широко допускает формальная схема, можно математически обосновать всё разнообразие кривых затухания люминофоров и случаи количественного преобладания одного вида свечения над другим. [c.289]

Возбуждение люминесценции электронной бомбардировкой имеет много общего с возбуждением её коротковолновым светом и а-лучами. Мех анизм передачи энергии фосфору во всех трёх случаях одинаков. В возбуждаемом материале возникают быстрые электроны, которые за счёт неупругих столкновений порождают каскады новых электронов, пока энергия последних не станет достаточной для возбуждения. При образовании вторичных электронов в энергетическом спектре люминофора остаётся много дырок. Двигаясь по кристаллу, они рекомбинируют с электронами активатора, если уровни тех и других энергетически достаточно близки. Уровни активатора оказываются, таким образом, свободными и готовы для рекомбинации с возбуждённым электроном. Сами вторичные электроны, в свою очередь, немедленно рекомбинируют с [c.314]

Вышеприведённые особенности разгорания и затухания, наблюдаемые в начальных стадиях процесса, характерны для катодолюминесценции. Их можно рассматривать как специфическую особенность электронного возбуждения, вместе с его повышенной мощностью и малой глубиной рассеяния. В ряде экспериментов по затуханию, воспроизводящих эксплоатационные условия практически используемых приборов, нагрузка экрана при пересчёте на площадь бегущего пятна достигала десятков и сотен ватт на см . Подобная мощность возбуждения ещё не реализована в фотолюминесценции, но типична в эксплоатации катодолюминофоров. Даже в условиях обычного кинескопа с сульфидным экраном мгновенная нагрузка в пятне достигает 100 Естественно, что в столь отличных условиях работы в люминофоре-могут получить преобладание процессы, с трудом уловимые при обычном оптическом возбуждении. В качестве дополнительных, усложняющих картину условий следует учитывать а) малую толщу люминофора, в которой рассеивается подаваемая мощность, и Ь) обилие свободных электронов и дырок в результате торможения первичного возбудителя. Последнее сильно ускоряет процесс затухания за счёт большого числа свободных уровней активатора и повышенной вероятности столкновений второго рода. [c.321]

Адсорбция радикала приведет к дополнительному искажению поля кристалла вблизи центра свечения, т. е. к смещению локального уровня активатора в энергетическом спектре фосфора. Новый уровень может быть расположен ближе к валентной зоне или зоне проводимости по сравнению с уровнем активатора (рис. 34). Положение новых уровней, вообще говоря, может не совпадать с положением уровней, возникающих при хемосорбции на атомах кристаллической решетки или других ее дефектах. [c.109]

Предположим, что полупространство х О занято люминофором, а полупространство а О представляет собой газовую фазу (см. рис. 2). Среди электронных переходов, изображенных на рис. 2, имеются переходы двух типов переходы, в которых участвуют локальные уровни хемосорбированных частиц, и переходы, в которых участвуют уровни активатора (переходы 6, [c.185]

Зонная теория дает следующее схематичное объяснение механизма люминесценции кристалло сфоров. Впервые эти идеи были высказаны в 1934 г. Д. И. Блохинцевым. На рис. 92 изображена энергетическая зонная схема кристаллофосфора типа ZnS. Валентная зона основного вещества обозначена буквой В, зона проводимости — С, локальные уровни активатора — Ц, локальные уровни ловушек — Л. [c.366]

Поглощение света или других видов энергии кристаллом приводит к преодолению запреще шой зоны основного вещества и к переходу электрона из валентной зоны В в зону проводимости С (переход /) или с уровней активатора Ц в зону проводимости с (переход 2). При поглощении света активатором возникают ионизованные центры свечения, т. е. [c.457]

Люминесцентные свойства. Люминофор aSiOa-Pb-Mn относится, как и галофосфат кальция, к разряду сенсибилизированных. Излучение в области 254 нм поглощается на уровнях активатора РЬ, который передает поглощенную энергию Мп. Спектр люминесценции (рис. IV.16) состоит из двух полос, одна из которых, расположенная в УФ-области, имеет максимум излучения около 350 нм и обусловлена активирующим действием РЬ, другая имеет максимум при 610 нм, и определяется наличием Мп. [c.89]

А — невозбужденный и возбужденный уровни активатора Л — уровень локализации возбужденного электрона (ловущка) — электроны о — дырки [c.509]

В частности, рассматриваемая модель центра свечения позволяет делать некоторые качественные прогнозы относительно смещения уровней активатора в кристалле. Совершенно очевидно, например, что электростатическое взаимодействие двухвалентных ионов активатора с соседними ионами решетки основного вещества должно быть больше, чем для одновалентных ионов активатора. Поэтому по сравнению с уровнями свободной примеси уровни ионов Sn " и РЬ должны бьггь в кристаллофосфоре смещены в большей степени, чем уровни одновалентных ионов Т1 . Сопоставление энергии перехода для ионов И" ", и РЬ + в свобод- [c.158]

I и 2 —уровни запо.шенной зоны и зоны проводимости, расположенные где-то внутри зоны 1 и 2 —уровни у потолка и у дна зоны ЗяЗ — уровни электронных ловушек различной глубины 4 и 4 —нормальный и возбужденный уровни активатора 5 и 5 — уровни дырочных ловушек различной глубины. Уровни 1 и 2 принадлежат всему кристаллу, а уровни 3, 3, 4, 4, 5 и 5 имеют локальный характер. [c.62]

Степень перекрывания зон [145, 183, 195, 196] или )азность энергии между взаимодействующими уровнями 177]. Энергия возбужденного уровня сенсибилизатора должна быть примерно равна или превосходить энергию резонансного уровня активатора, при этом вероятность передачи энергии уменьшается с ростом, АЕ между этими уровнями. Передача энергии возбуждения от одного иона к другому при больших АЕ сопровождается испусканием фононов с энергией АЕ [210]. [c.110]

Затухание возбуждённых светом и электронами люминофоров показывает, что оба типа локализованных состояний,необходимых для объяснения инерционных свойств свечения, ведут себя с качественной стороны одинаково при обоих видах возбуждения. Об этом прямо свидетельствует рассмотренная в 20 зависимость затухания от температуры и от остальных условий возбуи<дения. Протекающие непосредственно на уровнях активатора процессы обладают сравнительно малой длительностью и слабо зависят от условий возбуждения, если относить к последним температуру люминофора, энергию и число бод1бардирующих частиц (фотонов и электронов) и длительность возбуждающего импульса. Совершенно противоположно течение процессов, связанных с уровнями прилипания. Затухание может обладать большой длительностью, сильно зависит от температуры и обнаруживает отчётливое насыщение при увеличивающейся мощности и длительности возбуждения. Разница в зат хании при действии света и электро- [c.318]

Предположим, что полупространство л >0 (рис. 31) занято люминофором, а полупространство л <0 преД ставляет собой газовую фазу, состоящую из радикалов, являющихся в хемосорбированном состоянии акцепторами электронов. Среди переходов, изображен-ных на рис. 31, имеются переходы двух типов переходы 1, которые связаны с локальными уровнями хв мосорбированных радикалов (/=12, 13, 14, 15, 18), и переходы к, которые связаны с локальными уровнями активатора (к=2, 4, 5). Число переходов /, совершаемых за единицу времени на единице поверхности, обозначим через 5,-. Через rk x) обозначим число переходов к, осуществляемых за единицу времени в единице объема и отнесенных к плоскости х (где лг>0). [c.103]

Примесный ион, введенный в кристаллическую матрицу, обладает характерной только для него системой дискретных (штарковских) энергетических уровней, являющейся своеобразным мостом, который обеспечивает физическую связь протекающих в активированной среде разнообразных квантовых процессов с полем излучения. В основе этой связи лежат энергетические переходы между отдельными уровнями активатора, которые и обусловливают поглощение или излучение средой электромагнитной энергии. В своей знаменитой работе Эйнштейн [1] с термодинамических позиций постулировал существование следующих элементарных процессов в квантовой системе с дискретным спектром состояний спонтанное излучение, индуцированное или стимулированное поглощение и излучение. Последние два процесса возможны только при наличии надаюп ,его на вещество электромагнитного излучения. В связи с тем, что все переходы между энергетическими уровнями системы являются случайными, Эйнштейн ввел три коэффициента, которые характеризуют вероятность их возникновения в единицу времени, а именно вероятность спонтанного перехода Ал и вероятности индуцированных переходов в поглощении Bji U vji) и излучении Здесь U vji) — плотность энергии излучения на часто1е [c.16]

Последним этапом каждого из описанных процессов является излучение, происходящее в результате рекомбинации электрона с ионизованным центром. Весьма вероятно, однако, что во многих случаях, а может быть и всегда, энергия, освобождаемая при воссоединении электрона и иона, не излучается непосредственно, а возбуждает сначала ион, который затем, переходя в нормальное состояние, и даёт характерное свечение [311]. Такая последовательность высвечивания с необходимостью вытекает из вида спек- тров фосфоров, активированных редкими землями. Их спектры поглощения размыты, что характерно для кристаллофосфоров спектры же-излучения при низких температурах линейчаты и принадлежат возбуждённому трёхвалентному иону редкой земли. Уровни активатора на рис. 194—196 изображены рядом чёрточек, расположенных над кружками, изображающими ионы. [c.334]

Приведём расчёты Э. И, Адировича в несь о 1Ько упрощённом виде. Возьмём схему уровней кристаллофосфора, изображённую на рис. 194. Общее число уровней прилипания обозначим буквой v пусть число электронов, локализованных в момент I на уровнях нрилинапия, будет V, число электронов в полосе проводимости N, число пологкитсльпых дырок (мест-на уровнях активатора, потерявших электрон) п. Очевидно, что [c.341]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология