Ионы в матрицах

Выбивание фотоэлектронов не сопровождается поглощением их матрицей, поскольку большинство матричных материалов имеет очень небольшое сродство к электрону. (Исключение составляет матрица кислорода, который обладает значительным сродством к электрону и мгновенно поглощает электроны.) Напротив, некоторые частицы, изолированные в матрице, имеют высокое сродство к электрону и легко дают стабильные отрицательные ионы. В матрице, содержащей подобные частицы, при получении фотоэлектронов образуются как положительные, так и отрицательные ионы. [c.85]

Фотолиз изолированных в матрице исходных молекул сохранит свое значение, а получение ионов в матрицах при помощи фотоионизации в будущем будет развиваться. Изучение фрагментации исходного вещества в зависимости от изменения энергии облучения представляет важное направление в фотохимии, и для этой цели также может быть применена матричная изоляция. В частности, ценную информацию можно получить при исследовании фотолиза и фотоионизации органических молекул. [c.164]

Итак, мы вплотную подошли к понятию активной среды для твердотельного лазера, состоящего, как уже отмечалось, из матрицы и введенного в нее активатора. Свойства активатора (активного иона) в значительной степени определяются свойствами матрицы, а ее параметры выбирают в зависимости от параметров активатора. [c.65]

Как уже отмечалось, свойства активатора и матрицы взаимосвязаны, поэтому, когда данный ион вводится в конкретную матрицу, его свойства несколько изменяются. Это объясняется прежде всего тем, что ионы активатора находятся в матрице в электрическом (кристаллическом) поле, создаваемом ее ионами и расщепляющим его энергетические уровни (эффект Штарка). Чтобы все ионы активатора находились в одинаковых кристаллографических положениях, т. е. их расщепление и, следовательно, энергии уровней совпадали, они должны изоморфно замещать вполне конкретные ионы матрицы. Следует заметить, что и в этом случае всегда имеется некоторый разброс кристаллического поля как вследствие тепловых колебаний решетки матрицы, так и наличия в ней дефектов структуры. Все это вызывает уширение энергетических уровней и в результате уширение спектральных полос, соответствующих переходам между этими уровнями. [c.66]

Рабочее тело этого лазера — синтетический рубин, являющийся кристаллическим оксидом алюминия АЬОз, в котором небольшой процент алюминия замещен хромом. Оптимальное содержание СггОз в матрице АЬОз составляет по массе 0,05%. Типичная концентрация активных ионов составляет 10 см"" Трехкратно иони- [c.173]

Имея достаточно много полос поглощения в диапазоне длин волн от 500 до 900 нм, ион неодима в матрице [c.179]

Это уравнение наглядно показывает, что избирательность ионита по отношению к иону В будет тем больше, чем больше его ассоциация с матрицей ионита, меньше радиус и выше заряд по сравнению с соответствующими характеристиками иона А. [c.30]

Спектрально-люминесцентные свойства элементов АИГ-Nd определяются свойствами самой матрицы, т. е. чистого, нелегированного кристалла АИГ, а также характеристиками ионов неодима, введенных в матрицу Матрица оказывает заметное воздействие на спектральные свойства изолированного иона неодима на положение, интенсивность и ширину спектральных линий, квантовый выход люминесценции и т. п. Обратное воздействие ионов на мат- [c.13]

В качестве матриц твердотельных активных сред используются такие кристаллические или аморфные диэлектрические материалы, как корунд (АЬОз), иттрий-алюминиевый гранат (Y3AI5O12), стекло. Оптимальная концентрация примесных ионов в матрице, как правило, невелика и составляет 5-10 -10%. Уменьшение ее приводит к спаду коэффициента усиления, а увеличение — к взаимодействию активных частиц между собой. [c.169]

Выше отмечалось, что высокоэнергетическое ренггешвское и гамма-излучение, а также пучки заряженных частиц тоже приводят к получению ионов в матрице, которые образуются в результате прямой ионизации молекул или при фотоионизации соседних частиц. [c.87]

Кристаллические лазеры —это люминофоры, обладающие особыми свойствами. Квант света, излучаемый одним возбужденным центром, вызывает излучение центров в той же фазе, что и первый. Процесс возбуждения центров идет независимо (для этого часто используют обычный дневной свет), вследствие чего поддерживается постоянной населенность высших электронных состояний. Правильный выбор формы кристалла и высокая степень когерентности излучения позволяют получить полностью монохроматическое и острофоку-сированное излучение. Различают две группы кристаллических лазеров. В кристаллах первой группы активны лишь ионы примеси редкоземельных или переходных металлов, сам же кристалл служит лишь инертной матрицей (например, в рубине это ион в матрице А12О3). Вторую группу составляют полупроводники, такие, как ОаЛз, в которых происходит излучение вследствие рекомбинации электронов и дырок на примесных центрах, если концентрация электронов и дырок намного превышает равновесную. [c.80]

В табл. 34.3 представлены длины волн и рабочие температуры генерации лазерных диэлектрических кристаллических систем. Лазерные системы разделены по активаторным (лазерным) ионам. Кристаллические матрицы перечисляются в алфавитном порядке. Если в кристалл добавляется сенсибилизатор, то обозначение соответствующего иона и его концентрация указываются в первой колонке через двоеточие при условии, что концентрация сенсибилизатора близка к содержанию активатора. Иногда сенсибилизирующее действие оказывают ионы, входящие в структуру самой матрицы-основы. Например, формула кристалла LiYp4, содержащего примерно равные доли У и Ег, в таблице записана [c.924]

Когда подобраны активный ион и матрица, следует рассмотреть диаграмму состояний, которая показывает, что получается в результате взаимодействия двух (и более) веществ. В твердотельной электронике в качестве активной среды применяют сложные оксиды (например, 5 А12О,, X 3 У,Оз — гранат), так как они обладают высокими прозрачностью в нужном диапазоне длин волн, теплопроводностью и температурой плавления, а также отсутствием взаимодействия с агрессивными средами. При выборе оптимального состава активной среды необходимо учитывать изоморфное замещение с минимальным искажением кристаллической решетки матрицы ее ионов ионами редкоземельного элемента и метод выращивания монокристаллов. [c.58]

Работа рубинового лазера происходит по трехуровневой схеме. Трехвалентный ион хрома имеет электронную конфигурацию 1 8 2 8 , 2 р 3 8 3 р 3 т. е. на его внешней оболочке находится три -электрона.Основным состоянием свободного иона хрома является Fз/2, т. е. оно характеризуется четырехкратным вырождением по спину и семикратным орбитальным вырождением (2 L + 1 = 7). В электростатическом поле, создаваемом ионами кристалла (матрицы), происходит расщепление состояний свободного иона хрома на ряд энергетических уровней / 1, и т. д. Если обратиться [c.74]

Перовскиты. Монокристаллы с ромбической структурой типа перовскита образуются из бинарных смесей оксидов редкоземельных элементов и алюминия, взятых в соотношении 1 1 (см. рис. 39—41), и имеют общую формулу А +В +Оз, где А — иттрий или ионы редкоземельных элементов, а В — ионы А1, 5с, 1п, Сг или Ее. Несколько особую роль играет скандий, который может входить в матрицу как на места ионов А +, так и на места ионов В +. Ромбическая решетка перовскита характеризуется параметрами а, Ь и с, которые в монокристаллах А10з соответственно равны 0,5176, 0,5307 и 0,7355 нм. Близость значений параметров а и Ь элементарной ячейки способствует двойникованию и проявлению ферроэластичных свойсть монокристаллов, т. е. самопроизвольной или под действием нагрузки их переориентации. Чем ближе значения параметров о и Ь, тем сильнее проявляются эти свойства. В обычных условиях эти соединения являются парамагнетиками, однако при низких температурах (порядка 4 К) происходит их антиферромагнитное упорядочение. [c.77]

В качестве активаторов в кристаллическую решетку перовскитов вводят ионы редкоземельных элементов Рг +, N(1 +, Но +,Ег + и Ти +, что обеспечивает диапазон длин волн генерации лазеров от 0,6 до 4,7 мкм. Как следует из диаграмм состояний (см. рис. 39—41), структура кристаллической решетки перовскита наиблее характерна для начала ряда редкоземельных элементов, что следует учитывать при подборе условий изоморфного вхождения активатора в матрицу. [c.78]

Рис. 7,17. Концентрационные прос )или распределения атомон исходной матрицы и имплантированных ионов в сплаве RK8 после облучения комбинированным hohhijIM пучком (Zr -M(i -Zr )-N

Согласно современнйм представлениям ухудшение рабочих характеристик ионитов обусловлено прежде всего снижением скорости диффузии ионов в зерне ионита [112], т. е. отравление анионита скажется в первую очередь на, процессе регенерации. Отравление приводит к снижению скорости диффузии в химических и физических узлах матрицы ионита, появлению других зон матрицы, в которых скорость диффузии уменьшается. В процессе эксплуатации увеличение степени отравления приводит к еще большему снижению скорости внутренней диффузии. В результате она может стать соизмеримой со скоростью внешней диффузии из разбавленных растворов. В этом случае отравление будет сказываться и на процессе обессоливания воды. [c.87]

Наиб, простым центром окраски является / -центр — вакансия аниона отрицательно заряженного иона в двухатомном ионном кристалле), захватившая один электрон е (рис. 1, а), Все центры, на к-рых получена лазерная генерация, являются производными ог / -центров. Так, 2-центр представляет собой пару соседних f-цептров, сильно связанных друг с другом (рис. 1, б) при потере f2-4eHTpoM одного электрона образуется Fs-цвптр (рис. 1, й), при захвате — /Г-центр (рис. 1, г). Если в решётку кристалла (матрицу) введены примеси, заместившие нек-рые из катионов (чёрные кружки), то У -центр, рядом с к-рым расположен нримосыыи катион (напр., Li+ вместо К + в решётке K I), обозначают ин-дексом А (напр., рис. 1, <Э), а центр, рядом с к-рым расположились 2 примесных катиона (рис. 1, е),— индексом В. [c.566]

По сравнению с оптич. спектроскопией и инфракрасной спектроскопией Р. имеет ряд особенностей. В Р. практически отсутствует аппаратурное уширение спектральных линий, поскольку в качестве источника радиоволн используют когерентные генераторы, а частоту V можно измерить с высокой точностью. Отсутствует и типичное для оптич, диапазона радиационное ушире-вие, т. к. вероятность спонтанного испускания, пропорциональная V, в диапазоне радиоволны пренебрежимо мала. Из-за малой энергии к на единицу мощности приходится большое число квантов, что практически устраняет квантовомеханич. неонредеяёнвость фазы радиочастотного поля, к-рое можно описывать классически. Всё это позволяет получать информацию о веществе из точных измерений формы резонансных линий, к-рая определяется в Р. взаимодействием микрочастиц друг с другом, с тепловыми колебаниями матрицы и др. полями, а также их движением (в частности, Доплера эффектом в газах). Ширина линий в Р. меняется в очень широких пределах от 1 Гц для ЯМР в жидкостях до 101 Гц для ЭПР в концентриров. парамагнетиках, ферромагн. резонанса, параэлектрического резонанса ионов в твёрдых телах. [c.234]

Известно неск. механизмов С.-ф. в. Для электронных спинов парамагнитных ионов в т. н. слабоконцентрированных парамагнетиках (напр., примесных парамагн. вонах в диамагн. матрице), где взаимодействием между парамагн. ионами можно пренебречь, наиболее существенным является электрич, механизм, [c.647]

В заключение укажем еще одно явление, способное приводить к пйчковому режиму генерации. Линия флюоресценции твердотельных лазеров (см. табл. 1.1) достаточно широка, длина резонатора, наоборот, мала и поэтому все они, как правило, могут работать на большом числе продольных мод. Активные ионы рабочего тела в твердотельных лазерах закреплены на своем месте в матрице. Поэтому возникновение генерации на одной из собственных частот резонатора приводит к снижению коэффициента усиления в слоях рабочего тела, совпадающих с пучностями стоячей электромагнитной волны. В результате этого создаются предпочтительные условия генерации с пучностями поля, соответствующими узлам ранее рассмотренной моды, и возникает возможность пичкового режима генерации. [c.173]

В 1961 г. Е. Снитцером в качестве рабочего тела лазера с оптической накачкой был предложен ион неодима, помещенный в матрицу из стекла. Схема основных лазерных уровней иона неодима приведена на рис. 5.5. В отличие от рубинового лазер не неодиме работает по четырехуровневой схеме. Излучение лампы накачки активно поглощается целой системой полос, лежащих в диапазоне длин волн от 900 до 350 нм с временем жизни 10 "...10 с. В результате эффективных безызлучательных переходов возбуждение с этих уровней передается на метастабильный уровень " 3/2 > время жизни которого в случае стеклянной матрицы лежит в диапазоне 10 ". ..10 с в зависимости от концентрации неодима и марки стекла. Наиболее интенсивная линия люминесценции соответствует переходу на уровень V,, 2 с Х = 1,06 мкм. Ширина этой линии составляет 20...40 нм. Нижний лазерный уровень /и/г поднят над основным на 2,2-10 см . Из-за малого времени жизни этого уровня относительно безызлучательных переходов (10. ..10 ) и его низкой равновесной заселенности инверсия в данной схеме возникает при сравнительно низких уровнях возбуждения 1 Дж/см и таким образом, четырехуровневая схема ионов позволяет устранить один из наиболее серьезных недостатков рубиновых %/г м " ti,S-to n- лазеров. [c.177]

Структура эвтектических компози- Иониых материалов, создаваемая есте- енным путем, а не в результате искусственного введения армирующей тззы в матрицу, обладает высокой Рочностью, термической стабиль- [c.359]

Для подтверждения высказанного предположения проведена серия первопринципных расчетов нитридов А1, Оа, содержащих примесные комплексы ОаК (2Ве, 2Mg + О), (2Ве, 2Mg + 81), (2Ве, 2Mg + Н), (2С + О), АШ (2С + О), где примеси располагались в соседних узлах решетки матрицы [80—84]. Например, в системе GaN Mg изолированный дефект (Mg) генерирует набор локализованных состояний с энергией активации 0,2 эВ. Дополнительное введение химически активных донорных центров (О, Н) приводит к возникновению новых межатомных взаимодействий (в комплексах [2Mg(0, Н)]) и понижению энергии акцепторных примесных состояний по схеме рис. 2.13. Кроме того, указанные взаимодействия в значительной мере редуцируют энергию кулоновского отталкивания одноименно заряженных примесных ионов, увеличивая тем самым растворимость дефекта в матрице, что позволяет регулировать число носителей, а замена дальнодействующего кулоновского рассеяния на короткодействующее рассеяние на комплексах повышает их подвижность. [c.55]

Сущность ионного обмена заключается в способности специальных материалов (ионитов) изменять в желаемом направлении ионный состав обрабатываемой воды. Иониты представляют собой нерастворимые высокомолекулярные вещества, которые благодаря наличию в них специальных функциональных групп способны к реакциям ионного обмена. Другими словами, иониты способны поглощать из раствора положительные или отрицательные ионы в обмен на эквивалентные количества других ионов, содержащихся в ионите, имеющих заряд того же знака. По знаку заряда обменивающихся ионов иониты разделяются на катиониты и аниониты. Способность ионитов к обмену ионами с раствором определяется их строением. Иониты состоят из нерастворимой твердой основы (матрицы), получаемой чаще всего путем сополимеризации исходных продуктов стиро- [c.104]

Одним из способов улучшения свойств КМ является увеличение жесткости матрицы с помощью введения в их структуру ионов металлов, которые усиливают взаимосвязь между полимерными молекулами. Как видно в табл. 14.7, введение в матрицу 15 % Ва + или 7,6 % повышает модуль упругости при изгибе полиметиленфенольной матрицы соответственно на 25 и 50 %. При этом предел прочности при изгибе матрицы, армированной стеклянным волокном, возрастает более чем в 14 раз, а матрицы, армированной углеродным волокном, — более чем в 16 pai3. Увеличение прочности КМ объясняется не столько повышением прочности самой матрицы (она изменяется мало), сколько увеличением жесткости и адгезионной прочности ее сцепления с волокнами. [c.457]

Упрощенная схема этих состояний как функция конфигурационной координаты иона Сг + (т. е. смещения иона в кристалле) показана на рис. 6.4. Так же, как и в других активированных хромом матрицах, время релаксации между уровнями и вследствие внутриконфигурационных переходов оказывается очень коротким (менее 1 пс, возможно, также и благодаря перекрытию уровней и Т г). Таким образом, можно считать, что эти два состояния всегда находятся в термодинамическом равновесии. Поскольку энергетический зазор АЕ между дном состояния и дном состояния Е в александрите АЕ ж ж 800 см- ) составляет всего несколько kT, то в случае, когда состояние заселено, колебательные подуровни состояния также оказываются заметно заселенными. Согласно принципу Франка — Кондона, электронно-колебательные переходы из состояния оканчиваются на незаполненных уровнях состояния Мг. Поскольку число участвующих в генерации колебательных уровней велико, излучение будет происходить в широком [c.341]

Лазерные кристаллы АИГ-Nd получают путем добавления в исходный состав чистого кристалла АИГ (смесь окиси иттрия — Y2O3 и окиси алюминия — А12(Оз) определенного количества окиси l eoдимa МёгОз- Трехвалентные ионы неодима, входя в матрицу чистого кристалла АИГ, замещают ионы иттрия. Поскольку ионы иттрия (как и алюминия) являются положительными трехвалентными, то указанное замещение не требует дополнительной зарядовой компенсации (за счет специальной примеси). Радиусы же замещаемых ионов оказываются несогласованными, что приводит к объемной деформации кристаллической решетки чистого кристалла АИГ (радиусов ионов неодима около 1,04 А) несколько превышает радиус ионов иттрия (0,92 А). Этот факт ограничивает допустимую концентрацию ионов неодима в кристаллах АИГ. Объемная компенсация деформаций кристаллической решетки и соответственно устранение указанного ограничения могут быть достигнуты дополнительным введением в матрицу АИГ ионов другого металла, имеющих меньший радиус, чем ионы неодима, например ионов лютеция Lu + (радиус около 0,86 А) [24, 25]. [c.11]

Энергетические уровни ионов в рабочей матрице Y3AI5O12. Подробно этот вопрос изложен в [22, 25, 27, 28]. Воздействие матрицы на ионы проявляется прежде всего в дальнейшем расщеплении каждого из мультиплетного уровня изолированного иона (рис. 1.6.) на ряд подуровней за счет эффекта Штарка [22, 26]. Из-за хорошей экранировки электронов рабочей оболочки 4/ — внешними оболочками — степень расщепления оказывается заметно меньшей, чем расстояние между соседними мультиплетами, и составляет 10—100 см На рис. 1.7 показана схема уровней ионов неодима в матрице АИГ при температуре 300 К с учетом реального штарковского расщепления, причем на рисунке расщепление показано лишь для тех уровней, для которых оно существенно с точки зрения работы лазера. [c.16]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...