Дефекты в кристаллах и центры окраски

Применительно к твердым телам методы пикосекундной люминесценции используются для исследования процессов дезактивации в молекулярных кристаллах (см., например, [9.22, 9.23]) дефектов и центров окраски в диэлектриках (см., например, [9.24, 9.25]), а также в полупроводниках [9.24]. [c.336]

Исходным лазерным материалом являются кристаллы фторидов и хлоридов щелочных металлов, а также фториды кальция и стронция. Используются также кристаллы с примесью. Воздействие на кристаллы ионизирующих излучений (v-квантов, электронов высоких энергий, рентгеновского и коротковолнового ультрафиолетового излучений) или прокалка кристаллов в парах щелочного металла приводит к возникновению точечных дефектов кристаллической решетки, локализующих на себе электроны или дырки. Стимулированное излучение возникает на электронно-колебательных переходах в таких образованиях. Схема генерации центров окраски аналогична схемам лазеров на красителе. [c.957]

Своеобразие точечных дефектов в ионных кристаллах состоит в возможном захвате вакансиями (или иными дефектами) электронов, результатом чего является заметное изменение электронной структуры, появление дополнительных локальных энергетических уровней, изменяющих условия поглощения электромагнитного излучения. Это приводит к окрашиванию прозрачных ионных кристаллов. Весьма распространенным типом дефектов подобного типа являются F-центры окраски, наблюдающиеся в щелочно-галоидных кристаллах и представляющих собой образование, состоящее из электрона и удерживающей его анионной вакансии. Помимо F-центров окраски в ионных кристаллах появляются и олее сложные образования, например комплексы дырка—вакансия, комбинации f-центров и т. д. [c.235]

В зависимости от способа обработки кристаллов щелочных галогенидов могут образоваться центры окраски различной структуры. Простейшим центром окраски является 7 -центр (рис. 10.1). Ион галогена за счет диффузионных процессов вытесняется из решетки и для компенсации недостающих отрицательных зарядов заменяется электроном, f-центры образуются при быстром охлаждении с высоких температур кристаллов, окрашенных по аддитивной схеме так, что при этом другие дефекты практически не возникают. Из-за присутствия / -центров изменяются характерные абсорбционные свойства. Ниже приведены длины воли для F-центров в различных щелочных галогенидах. [c.210]

Центром окраски называется дефект кристаллической решетки, который поглощает видимый свет. Обычная вакансия не приводит к окрашиванию щелочно-галоидного кристалла, хотя и влияет на поглощение в ультрафиолетовой области спектра. [c.669]

В области оптической запрещенной зоны идеального кристалла между и (гл. 27), поэтому в спектре оптического поглощения появляются отчетливые пики (фиг. 30.5). Эти и другие подобные им связанные системы электронов и дефектов называются центрами окраски, поскольку их присутствие обусловливает довольно сильное окрашивание прозрачных идеальных кристаллов. [c.240]

Широко исследовались центры окраски в щелочно-галоидных кристаллах. Окрашивание таких кристаллов может возникать под действием рентгеновского или 7-облучения (в этом случае дефекты создаются фотонами высокой энергии) или же, что более поучительно, при нагревании кристалла в атмосфере паров щелочного металла. В последнем из указанных способов избыточные атомы щелочного металла могут, как показывает последующий химический анализ, проникать в глубь кристалла (отношение их числа к общему числу атомов может изменяться от 10 до весьма ощутимого значения, равного 10 ). Однако плотность окрашенного кристалла уменьшается пропорционально концентрации избыточных атомов щелочного металла это показывает, что последние не располагаются в междоузлиях. Вместо этого атомы щелочного металла ионизуются и занимают места в узлах подрешетки положительных ионов идеального кристалла, а избыточные электроны оказываются связанными с образовавшимися в том же числе вакансиями в подрешетке отрицательных ионов (фиг. 30.6). [c.240]

В К. изучаются и различного рода дефекты крист, решётки центры окраски, вакансии, дислокации, дефекты упаковки, границы крист, блоков, зёрен, домены и т. д.) и их влияние на физ. св-ва кристаллов (на пластичность, прочность, электропроводность, люминесценцию, механич. добротность и т. д.). К задачам К. относится также поиск новых перспективных крист, материалов. [c.326]

Идея об автолокализации электронов легла в основу работ С. И. Пекара по теории поляронов и центров окраски в щелочно-галоидных кристаллах. Полярон представляет собой электрон, локализованный в созданной им самим поляризационной яме. Локализуясь в области вакантного узла отрицательного иона, он образует элементарный центр окраски. Метод эффективной массы, теоретически обоснованный Пекаром, позволил рассмотреть количественно энергетические состояния электронов в области дефектов кристаллической структуры в виде пустых анионных узлов и разработать количественную теорию центров окраски, вычислить кривую / -полосы поглощения и ее зависимость от температуры кристалла. Этот метод позволил также определить форму полосы поглощения, обусловленной /- -центрами, на основе модели, согласно которой F -центр представляет собой элементарный центр окраски, захвативший еще один электрон. [c.45]

Д. косвенно влияют па свойства кристаллов, зависящие от характера распределения и перемещения в ннх точечных дефектов (примесей, вакансий, центров окраски и др.). Во-первых, при определ. характере движеннн Д. испускает или поглощает вакансии, изменяя их общее кол-во в кристалле. Динамич. образование заряж. вакансий в ионных кристаллах и нолупроводннка.х может сопровождаться люминесценцнсй. Во-вторых, скорость диффузионного перемещения точечных дефектов вдоль оси Д., как правило, больше, чем скорость их [c.638]

ЦЕНТРЫ ОКРАСКИ—дефекты кристаллич. решётки, поглощающие свет в спектральной области, в к-рой собств. поглощение кристалла отсутствует (см. Спектры кристаллов). Первоначально термин Ц. о. относили только к т. н. / -центрам (от нем. Farbenzentren), обнаруженным в 1930-х гг. в шёлочно-галоидных кристаллах Р. В. Полем (R. W. Pbhl) с сотрудниками и представляющим собой анионные вакансии, захватившие электрон. В дальнейшем под Ц. о. стали понимать любые точечные дефекты, поглощающие свет вне области собств. поглощения кристалла,— катионные и анионные вакансии, междо-узельные ионы (собственные Ц. о.), а также примесные атомы и ионы (примесные Ц. о.), Ц. о. обнаруживаются во мн. неорганич. кристаллах и стёклах, а также в природных минералах. [c.426]

Первая глава представляет собой краткий обзор имеющихся литературных данных о механизме поглощения света чистыми кристаллами щелочно-галоидных соединений, о влиянии дефектов кристаллической структуры на спектры их собственного поглощения и о свойствах и структуре электронных и дырочных центров окраски в субстрактивно и аддитивно окрашенных кристаллах щелочно-галоидных соединений. [c.6]

В 13, 14, 15 и 16 указанной главы приводятся результаты проведенных автором исследований по термическому высвечиванию фотохимически окрашенных щелочно-галоидных кристаллов, не содержащих чужеродных активирующих примесей, выясняется влияние дефектов структуры и действие света, поглощаемого центрами окраски, на термическое высвечивание и устанавливается связь между центрами захвата и различными центрами окраски щелочно-галоидных кристаллов. [c.6]

Рассматривая различные виды дефектов решетки, их равновесные концентрации, подвижность и взаимодействие, Зейтц [13] приходит к выводу о том, что сложные электронные центры поглощения возникают в щелочно-галоидных кристаллах вследствие коагуляции F — центров, анионных и катионных вакансий. R-центры при этом рассматриваются как первые агрегаты f-центров Л отождествляются со сдвоенным центром окраски f и с ионизо- [c.28]

Электроны, освобожденные в результате поглощения световых квантов, могут такл<е быть захвачены вакантными бромными узлами с образованием -центров. Это явление объясняет, почему квантовый выход, который неоднократно определялся ранее, часто оказывался меньше единицы. Однако такие центры окраски не должны быть устойчивы, так как для поддержания такого состояния, если воспользоваться аналогией с процессами в щелочногалоидных кристаллах, потребовалось бы высокое давление паров серебра при комнатной температуре [9]. Комплексы [ВГд5 ] также, вероятно, можно принять за центры окраски [10]. Однако их поглощение нельзя отождествлять с примесным поглощением, вызываемым добавлением сернистого серебра. Больше нельзя соглашаться с той точкой зрения, что наряду с ионами серы в образовании примесной полосы поглощения участвуют также и свободные междуузельные ионы серебра (если принять, что в решетке бромистого серебра имеются дефекты обоих типов). Такое мнение было высказано Моттом на конференций в Геттингене. Концентрация междуузельных ионов серебра Хо увеличивается со временем, что должно было бы привести к усилению примесной полосы поглощения. В соответствии с этими представлениями ослабление поглощения, вызываемое добавлением бромистого свинца, можно объяснить образованием комплексов [РЬ 5 ] [4]. Для объяснения быстрого достижения равновесия [c.57]

В качестве последнего примера лазерных процессов в твердом теле упомянем лазеры на центрах окраски. Это лазеры на ионных кристаллах типа хлорида натрия (МаС1), бромида калия (КВг) и т. д. Положительно заряженные ионы натрия и отрицательно заряженные ионы хлора расположены регулярно, образуя кристаллическую решетку. Дефекты в такой решетке могут быть разных видов. Один из важных дефектов — отсутствие отрицательно заряженного иона хлора в узле решетки. Поскольку весь кристалл нейтрален, такой дефект ведет себя как положительный заряд (рис. 2.31). Подобный положительно заряженный центр может захватить [c.62]

ДЕФЕКТЫ кристаллической решётки (от лат. (1е ес1из — недостаток, изъян), любое отклонение от её идеального периодич. ат. строения. Д. могут быть либо атомарного масштаба, либо макроскопич. размеров. Образуются в процессе кристаллизации, под влиянием тепловых, механич. и электрич. воздействий, а также при облучении нейтронами, эл-нами, рентг. лучами, УФ излучением (см. Радиационные дефекты), при введении примесей и т. п. Различают точечные Д., линейные Д., Д.,образующие в кристалле поверхности, и объёмные Д. Простейшим точечным Д. явл. вакансия — узел крист, решётки, в к-ром отсутствует атом. В кристаллах могут присутствовать чужеродные атомы или ионы, замещая осн. ч-цы, образующие кристалл (примесные), или внедряясь между ними (междоузлия). Точечными Д. явл. также собств. атомы или ионы, сместившиеся из норм, положений (междоузельные атомы), а также центры окраски — комбинации вакансий с электронами проводимости или с дырками и др. В ионных кристаллах точечные Д. возникают парами. Две вакансии противоположного знака образуют т. н. дефект Шотки. Пара, состоящая из междоузельного иона и оставленной им вакансии, наз. дефектом Френкеля. [c.152]

Взаимодействие Р. и, с в-вом. При вз-ствпи р. и. с в-вом могут наблюдаться фотоэффект, сопровождающее его поглощение Р. и., а также рассеяние излучения. Фотоэффект возникает в том случае, когда атом, поглотив квант Р. п., выбрасывает один из своих внутр. эл-нов, после чего может либо совершить излуча-тельный переход, испуская характеристич. Р. и., либо выбросить второй эл-н (оже-электрон) при безызлуча-тельном переходе (см. Оже-эффект). При воздействии Р. п. на неметаллич. кристаллы могут возникать дефекты крист, решётки, представляющие собой ионы с дополнит, положит, зарядом, вблизи к-рого находятся избыточные эл-ны (рентг. экситон), они явл. центрами окраски и исчезают лишь при значит, повышении темп-ры. [c.644]

Элементарная ячейка А. образована атомами, расположенными по вершинам куба, в центре его граней (рис. 1, атомы 1, 5, 7) и в центрах четырёх несмежных октантов куба (атомы 6, 4, 2, 8). Каждый атом С находится в центре тетраэдра, вершинами к-рого служит четыре ближайших атома. В природе А. встречается в виде отд- кристаллов, сростков, агрегатов (бесцветных и,11и окрашенных), а также ноликристаллпч. образований (баллас, карбонадо). Физ. и механич. свойства, окраска, скульптура поверхности обусловлены прежде всего дефектами кристал,1нч. решётки, [c.60]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...