Уровни захвата

Количество световой энергии, излучаемой фосфором при нагревании, называется термической световой суммой, которая характеризует аккумуляционную способность его уровней захвата. [c.218]

Рассмотрим случай, когда в кристаллофосфоре имеются уровни захвата одной энергетической глубины и возбуждение проводится светом, поглощаемым его основным веществом. Пусть возбуждение фосфора производится при достаточно низкой температуре То, чтобы электроны, запасенные на уровнях захвата во вре- [c.218]

Обозначим через п число ионизированных центров свечения кристаллофосфора. Так как время пребывания электрона в зоне проводимости мало по сравнению со временем жизни электронов на уровнях захвата, то приближенно можно считать, что число электронов на них также будет равно п. Вероятность высвобождения электронов с уровней захвата при нагревании р определяется выражением (4.12). [c.219]

Анализ формулы (4.59) позволяет выяснить вопрос о влиянии на кривую термического высвечивания изменения скорости нагревания, изменения степени начального возбуждения, а также глубины уровней захвата. Математическая обработка кривой термического высвечивания позволяет определить глубину уровней локализации электронов Ё. Рассмотрим два метода определения Е. [c.220]

Метод первый. Из (4.56) и (4.57) следует, что яркость свечения кристаллофосфоров в любой момент времени выражается через число электронов на уровнях захвата в тот же момент времени [c.220]

Величина р = 1.ц пР- (вернее, величина, ей пропорциональная) находится по экспериментальной кривой термического высвечивания. Величина /тл — есть ордината кривой термического высвечивания, п — концентрация электронов на уровнях захвата, определяемая по площади кривой термического высвечивания вправо от соответствующей ординаты /тл- [c.220]

У реальных кристаллофосфоров в интервале температур от — 196°С (температура жидкого азота) до 200-т-300°С (до области температурного тушения) обычно обнаруживается несколько максимумов на кривой термического высвечивания, указывающих на существование нескольких систем уровней захвата различной глубины. Для таких фосфоров описанные выше методы определения Е оказываются неприменимыми. Это легко показать на примере фосфора с двумя системами уровней различной глубины. Пусть 1 — число электронов, локализованных на первой системе уровней, а 2 — число электронов на второй системе уровней. Если при этом глубина первой системы уровней меньше второй, то до некоторой температуры свечение фосфора будет в основном определяться убылью электронов с уровней первой системы [c.221]

Существует и другой метод исследования уровней захвата кристаллофосфоров — метод оптической активации. Его сущность состоит в том, что электроны или дырки освобождаются с уровней захвата длинноволновой ИК-радиацией. [c.222]

Используя полученную экспериментальную кривую, постройте график зависимости 1пр от 1/йГ по методу первому (см. 2) и определите энергетическую глубину уровня захвата Е. [c.226]

Л. А. Винокуров, Действие инфракрасного света на люминесценцию фосфоров ZnS. u, Со и ZnS. u, Ni при различном распределении электронов по уровням захвата. Оптика и спектроскопия, 1, вып. 7, 1956. [c.439]

Уравнение Дебая дисперсионное 78 Уровни захвата 46 [c.285]

В реальной решетке строгая периодичность нарушается наличием в кристалле различных дефектов структуры, к коим относятся микротрещины, пустые узлы, чужеродные атомы примеси и т. п. обусловливающие возникновение дискретных локальных уровней, расположенных в запретной области между верхней зоной заполненных уровней энергии и зоной проводимости. Если в таком реальном кристалле некоторые электроны попадут в зону проводимости, то при движении в кристалле часть из них будет возвращаться в исходное состояние, а другая часть может локализоваться на упомянутых локальных уровнях захвата электронов, для высвобождения с которых потребуется дополнительная затрата энергии. [c.45]

Представление о локальных уровнях захвата электронов лежит в основе современной теории люминесценции кристаллофосфоров. Ими прежде всего объясняется возможность накопления фосфором световой суммы, т. е. сам факт фосфоресценции, а также все явления,относящиеся к кинетике послесвечения. Электрон может быть освобожден с локального уровня тепловыми колебаниями решетки, если его глубина не слишком велика, либо действием света. Поэтому ряд явлений, связанных с действием света на возбужденный фосфор, обусловлен электронами, локализованными на локальных уровнях захвата. Несмотря на фундаментальную роль понятий об электронных уровнях в современной теории люминесценции, представление о причинах их возникновения в кристалле страдает крайней общностью, приводит к чисто феноменологическому описанию их константами вероятностей захвата и высвобождения электронов. [c.46]

Именно в окрашенных кристаллах щелочно-галоидных соединений, как уже упоминалось выше, впервые удалось не только выяснить физическую природу некоторых дефектов структуры, связанных с образованием локальных уровней захвата, но и создать [41 ] количественную теорию энергетического состояния электрона в области таких дефектов. Поэтому щелочно-галоидные фосфоры имеют несомненные преимущества по сравнению с другими люминофорами как объекты для исследования локальных уровней захвата электронов и структурных дефектов решетки, обусловливающих их возникновение. [c.46]

Следовательно, в процессе первичной ультрафиолетовой фосфоресценции один квант излучаемого света приходится на 10 —10 исчезающих при этом F-центров. Если еще учесть, что первичная фосфоресценция может быть в какой-то мере обусловлена электронами, локализованными не в f-центрах, а на более мелких уровнях захвата, то эффективность свечения относительно концентрации F -центров в действительности еще меньше. [c.59]

Но изложенные опыты несомненно показывают, что первичная фосфоресценция обусловлена не только электронами, расположенными на неглубоких уровнях захвата. В процессе затухания исчезает также часть f-центров, участие которых в люминесценции определяется возможной рекомбинацией их электронов с центрами свечения. После затухания первичной фосфоресценции спонтанный [c.59]

ИССЛЕДОВАНИЕ ЛОКАЛЬНЫХ УРОВНЕЙ ЗАХВАТА [c.72]

После того как выяснились столь широкие возможности метода кривых термического высвечивания в изучении фундаментальных проблем в области люминесценции кристаллофосфоров, этот метод получил за последние 10—15 лет самое широкое применение и является в настоящее время одним из основных методов исследования локальных уровней захвата в кристаллофосфорах. [c.72]

Б его современном виде метод кривых термического высвечивания, как метод исследования спектра локальных уровней захвата, был применен впервые автором, что неоднократно отмечалось в советской научной печати (см., напр., (156—158, 181]). Работа была выполнена в Институте физики Одесского госуниверситета и была доложена на коллоквиуме института в мае 1941 года, но так как все материалы оставались в Одессе во время ее оккупации фашистскими войсками, то автор смог ими воспользоваться лишь после войны (см. [74] и примеч. на стр. 502). В упомянутой работе автор также впервые указал на возможность применения метода кривых термического высвечивания к исследованию не только электронных уровней, но и спектра дырочных уровней захвата. [c.74]

Метод кривых термического высвечивания имеет не только теоретическое значение как метод исследования локальных уровней захвата в кристаллофосфорах. Он уже находит также важное практическое применение как новый метод термолюминесцентного анализа в геолого-поисковой работе [179]. [c.75]

Если в фосфоре имеются уровни захвата только одной глубины S и я-концентрация локализованных на них электронов, то пренебрегая возможностью повторной локализации электронов и полагая время пребывания электрона в зоне проводимости весьма малым по сравнению с временем его пребывания на уровнях захвата, можно записывать кинетическое уравнение электронных процессов в следующем виде [c.76]

Существование таких состояний возбуждения кристаллофосфора связано с центрами захвата, образующимися в местах нарушения периодичности решетки. Освобождение электронов и дырок этих центров происходит при сообщении им достаточной энергии, тепловой или энергии квантов высвечивающего света. Центры захвата характеризуются набором электронных или дырочных уровней захвата, различающихся по глубине. Явление термолюминесценции наглядно доказывает существование в кристалло-фосфорах уровней захвата различных глубин и позволяет опреде- лить эти глубины по зависимости яркости свечения от температуры — кривой термического высвечивания. Именно поэтому изучение кривых термического высвечивания является одним из основных методов исследования центров захвата в кристаллофос-форах. Получают кривые термовысвечивания следующим образом. Предварительно возбужденный кристаллофосфор равномерно нагревают так, чтобы изменение температуры со временем могло (быть выражено формулой [c.217]

Для самого глубокого уровня захвата приведенные выше методы определения Е по кривой термовысвечивания остаются применимыми независимо от числа более мелких уровней, поскольку еще до достижения температуры, соответствующей энергии освобождения этого глубокого уровня, мелкие уровни будут освобождены и не могут быть заполнены при более высокой температуре. [c.221]

Более строгая теория метода термовысвечивания для кристаллофосфоров со сложным спектром уровней захвата не рассматривается в этой задаче. [c.221]

Для ориентировочной оценки глубины уровней захвата иногда пользуются приближенной формулой Урбаха [c.222]

У многих вспышечных фосфоров стимуляция свечения при комнатной температуре начинается под действием ИК-света с длинами волн 1,5—2,0 мкм. Охлаждение фосфора приводит к расширению области ИК-чувствительности в сторону меньших энергий. Так, ИК-чувствительность к вспышке у цинк-сульфпдных фосфоров начинается при температуре жидкого азота 77 К с 3,5 мкм, а при температуре жидкого гелия 4 К даже с 30 мкм. Охлаждение кристаллофосфора приводит к тому, что электроны могут находиться на мелких уровнях захвата, с которых при более высоких температурах они освобождаются термически. [c.222]

Под спектром инфракрасной стимуляции вспышки, или спектром инфракрасной чувствительности кристаллофосфора (рис. 82), понимают зависимость яркости вспышки, пересчитанной на равное число падающих квантов, от длины волны стимулирующих квантов (или их энергии). Использование метода термовысвечи-вания и метода ИК-стимуляции вспышки позволяет определить, какой из уровней захвата отвечает за вспышку при стимулировании в определенной полосе спектра ИК-чувствительности. Для [c.222]

Определите, при какой температуре происходит термическое освобождение уровней захвата, ответственных за полосу ИК-чувствительности при 1 мкм. Сравните с кривой термовысвечивания, полученной в упр. 1. [c.227]

Первые попытки применения квантово-механической теории энергетического состояния электронов в диэлектриках и полупроводниках к интерпретации фотохимических и фотоэлектрических явлений в щелочно-галоидных кристаллах принадлежат П. С. Тар-таковскому [71]. На основе имевшихся в то время экспериментальных данных и общих соображений об энергетических уровнях в кристаллах Тартаковским впервые была построена схема энергетических уровней для ряда щелочно-галоидных соединений с учетом локальных электронных состояний различных центров окраски. Анализируя электронные переходы между различными уровнями энергии кристалла, можно было объяснить ряд оптических и фотоэлектрических свойств окрашенных кристаллов ще-лочно-галоидных соединений с единой точки зрения. Однако в отличие от полупроводников, для которых свет в области их фундаментального поглощения является фотоэлектрически активным, в щелочно-галоидных кристаллах не наблюдается внутреннего фотоэффекта под действием света в области первой полосы собственного поглощения. По этой причине попытки применения зонной теории к толкованию всей совокупности явлений, связанных с собственным поглощением, фотопроводимостью и люминесценцией щелочно-галоидных кристаллов наталкивались на существенные затруднения. Некоторые фундаментальные экспериментальные факты относительно свойств окрашенных щелочно-галоидных кристаллов не получили объяснения ни в энергетической схеме Тарта-ковского, ни в подобных более всеобъемлющих схемах, предлагавшихся позднее. В частности, оставалась совершенно непонятной сама возможность образования в кристалле столь устойчивой окраски под действием света или рентгеновых лучей, какая в действительности наблюдается у щелочно-галоидных кристаллов. В самом деле, при образовании в процессе фотохимического окрашивания свободных электронов, локализующихся затем на уровнях захвата, в верхней зоне заполненных уровней энергии должны образоваться свободные положительные дырки. Вследствие диффузии этих дырок в верхней зоне заполненных уровней вероятность их рекомбинации с электронами, локализованными в центрах окраски, должна быть достаточной, чтобы кристалл быстро обесцветился даже в темноте. Между тем, известно, что окраска кристалла весьма устойчива и сохраняется в темноте очень продолжительное время. Возможность локализации положительных дырок в предлагавшихся квантово-механических моделях не рассматривалась. [c.30]

В связи с исследованием люминесценции окрашенных кристаллов щелочно-галоидных соединений, имея в виду указанные вьш1е соображения, автор еще в 1941 году пришел к выводу о том, что образующиеся в процессе фотохимического окрашивания положительные дырки также должны локализоваться подобно электронам в центрах окраски на некоторых уровнях захвата, обусловленных дефектами кристаллической структуры. [c.31]

Исследования автора, приведшие к выводам о наличии в чистых кристаллах щелочно-галоидных соединений уровней захвата положительных дырок, были выполнены еще в 1941 году, но смогли быть опубликованы лишь после войны [72, 73, 74], по причинам, указанным в работе [74]. Представление о дырочных центрах, возникающих вследствие локализации положительных дырок на дефектах структуры, было привлечено автором в качестве рабочей гипотезы для объяснения устойчивости окраски и явлений люминесценции в фотохимически окрашенных щелочно-галоидных кристаллах. При этом предполагалось, что дырочные уровни захвата расположены в запретной зоне и не связаны с какими-либо чужеродными примесями, а обусловлены дефектами структуры чистых реальных кристаллов. Поглощение света дырочными центрами связывалось с освобождением положительных дырок с уровней захвата и их последующей рекомбинацией с / -центрами. Впоследствии такой механизм обесцвечивания был подтвержден рядом экспериментальных исследований. [c.31]

Цинксульфидные и другие подобные им порошкообразные светосоставы из-за своей сложной структуры и содержания плавней, роль которых до сего времени не выяснена, являются неподходящими объектами для исследования природы электронных локальных уровней захвата. Наиболее удобными объектами для подобных исследований являются окрашенные щелочно-галоидные кристаллы, так как селективное поглощение света электронами на уровнях захвата проявляется в этих кристаллах в виде резких спектральных полос, не перекрывающихся со спектром собственного поглощения решетки и расположенных в спектральной области, легко доступной исследованию. [c.46]

Вторичная фосфоресценция, наблюдаемая после кратковременного облучения окрашенного кристалла F-светом, может быть вызвана либо преобразованием устойчивых центров в малоустойчивые центры окраски, либо вследствие вторичной локализации высвобождаемых действием света F-электронов на мелких уровнях захвата, для последующего освобождения с которых при комнатной температуре достаточны тепловые флуктуации решетки. Преобразование одних цен1ров в другие возможно вследствие вторичного захвата электронов галоидными вакансиями, расположенными вблизи центров свечения Скорее всего под действием высвечивающего света оба указанных процесса протекают одновременно, [c.60]

Теория метода кривых термического высвечивания была затем существенно развита В. В. Антоновым-Романовским в 1946 году [56]. В отличие от [159, 160], в работе В. В. Антонова-Ро-мановского форма кривых термического высвечивания объясняется, исходя из простой бимолекулярной реакции, и учитывается возможность повторной локализации электронов на уровнях захвата. Кроме того, им было предложено несколько новых методов вычисления энергии локализации электронов на уровнях захвата. [c.75]

Из других методов, аналогичных методу термического высвечивания, следует отметить разработанный Ч. Б. Лущиком [158, 173, 174] оригинальный метод термического обесцвечивания. Этот метод основан на измерении зависимости коэффициента поглощения в максимуме полосы поглощения центров захвата от температуры при равномерном нагреве возбужденного кристалла. Ч. Б. Лущиком дана теория метода термического обесцвечивания как для уровней захвата одной глубины, так и для уровней захвата нескольких сортов, значительно различающихся по глубине. [c.75]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...