Кристаллофосфоры

, неорг. Кристаллич. люминофоры. Обычно представляют собой бесцв. Или слабо окрашенные порошкообразные материалы. Типичные К. - полупроводники с шириной запрещенной зоны более 2 эВ и низким значением темновой проводимости. Их люминесценция обусловлена наличием активатора или дефекта решетки. Наиб. Распространенные К. - сульфиды, оелениды и теллуриды Zn и Cd, оксиды Са и Мn, оксисульфиды In и La (In2O2S, La2O2S), галогениды щелочных металлов. Активаторами обычно служат ионы металлов (Сu, Со, Mn, Ag, Еu и др.). Люминесценция К. Может происходить как в результате возбуждения непосредственно центров люминесценции, так и при поглощении энергии возбуждения кристаллич. Решеткой К. И передаче ее центрам люминесценции. В К. Обычно реализуется рекомбинац.

Механизм свечения, т. Е. В процессе возбуждения создаются носители заряда (электроны в зоне проводимости и дырки в валентной зоне). Значит. Часть этих носителей рекомбинируeт на центрах свечения, что сопровождается переходом их в возбужденные состояния с послед. Испусканием квантов видимого света. В результате диффузии носители заряда могут рекомбинировать не только с тем центром, из к-рого были высвобождены, но и с др. Ионизованным центром. Отличит. Особенность такого свечения - не экспоненциальный, а гиперболич. Закон убывания яркости свечения после прекращения возбуждения. При наличии т. Наз. Ловушек - центров захвата неравновесных носителей заряда, такое послесвечение может продолжаться длит, время (до неск. Ч), причем его интенсивность обычно резко увеличивается при повышении т-ры (явление термовысвечивания), а в нек-рых случаях и при воздействии ИК излучения.

Др. Отличит. Особенность - наличие процессов внеш. Тушения, т. Е. Безызлучат. Рекомбинации на т. Наз. Центрах тушения, образованных нек-рыми примесями (напр., ионы переходных металлов) или дефектами кристаллич. Решетки (напр., дислокации). Соотношение рекомбинации через разл. Центры может сильно изменяться даже при небольших изменениях т-ры или интенсивности возбуждения, что и приводит к резкой зависимости эффективности рекомбинац. Свечения от условий возбуждения. При возбуждении К. Частицами с высокой энергией (напр., электронами) или коротковолновыми излучениями (напр., рентгеновским) возникает каскадная ионизация основного в-ва вторичными (третичными и т. Д.) электронами с достаточно высокой энергией. Поэтому число испускаемых квантов света может во много раз (в тысячи и более) превышать число первичных частиц или квантов возбуждающего излучения.

Вместе с тем при неоптич. Способах возбуждения люминесценции K. Возникают дополнит. Потери энергии, в результате к-рых энергетич. Выход свечения оказывается в неск. Раз ниже, чем при фотолюминесценции. В нек-рых К., в т. Ч. Активированных редкоземельными ионами, при люминесценции происходит не ионизация, а лишь возбуждение центров свечения квантами оптич. Излучения или электронами относительно низких энергий. Однако и в этих К., особенно при высоких концентрациях рабочих ионов, возникают разл. Процессы миграции энергии возбуждения. Эти процессы приводят к тушению полос свечения одного активатора и усилению (сенсибилизации) свечения др. Центров. При достаточно высокой концентрации возбужденных центров возможно суммирование энергии возбуждения неск.

Центров на одном из них, к-рое позволяет осуществлять т. Наз. Антистоксово преобразование ИК излучения в видимый свет. В ряде К. При большой интенсивности возбуждения может возникнуть и лазерное излучение. Помимо природы, вида и условий возбуждения св-ва К. (спектр и энергетич. Выход свечения, длительность послесвечения) существенно зависят от технологии их получения, к-рая обычно включает прокаливание аморфной шихты, состоящей из осн. В-ва и активирующих добавок, при т-рах 900-1200 °С. Для улучшения процесса кристаллизации в шихту иногда добавляют плавни (КСl, LiF, СаСl2 и др.). В процессе прокаливания происходит частичное замещение ионов осн. В-ва ионами активирующих примесей. Для этой же цели применяют ионную имплантацию, элeктролитич.

Активацию, лазерные распыление и отжиг, др. Методы, позволяющие получать К. При значительно более низкой т-рe. В ряде случаев синтез осуществляют в атмосфере инертных газов. Для формирования центров свечения заданной структуры и получения требующихся для практики св-в свечения в К. Часто вводят помимо активатора соактиваторы и сенcибилизаторы. О применении К. См. В ст. Люминофоры. Лит. Фок М. В., Введение в кинетику люминесценции кристаллофосфоров, М., 1964. Антонов-Романовский В. В. Кинетика фотолюминесценции кристаллофосфоров. М., 1966. Неорганические люминофоры, М., 1975. Гурвич А. М., Введение в физическую химию кристаллофосфоров, 2 изд., М., 1982. Ю. П. Тимофеев.