Разгорание и затухание люминесценции
Кривые термовысвечивания
Зависимость интегральной и мгновенной яркости электролюминесценции от напряжения
ДЕЙСТВИЕ НА ЛЮМИНОФОРЫ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Новые эксперименты по эффектам, вызванным электрическим полем
Тушение фотолюминесценции полем
МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Навигация
ДЕЙСТВИЕ НА ЛЮМИНОФОРЫ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Исследование влияния частоты переменного электрического поля на яркость люминесценции различных люминофоров
67423
знака
0
таблиц
0
изображений
1.3. ДЕЙСТВИЕ НА ЛЮМИНОФОРЫ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Инфракрасные лучи оказывают влияние на люминесценцию тех люминофоров, которые имеют глубокие уровни захвата (ловушки) и обладают способностью запасать значительную светосумму. К ним относятся люминофоры на цинксульфидной основе (или на основе ZnS-CdS), активированные различными элементами, и люминофоры на основе сульфидов щелочноземельных металлов.
Под действием инфракрасных лучей происходит либо резкое повышение интенсивности люминесценции: (вспышка), либо ослабление (тушение). Аналогичное действие оказывают инфракрасные лучи на фотопроводимость.
Появление вспышки или тушения люминесценции зависят от того, действуют ли инфракрасные лучи на люминофор в момент его возбуждения или во время затухания люминесценции, а также от температуры исостава люминофора. Интенсивность вспышки и коэффициент тушения зависят от интенсивности возбуждающего света, интенсивности инфракрасного излучения и длины его волны. B случае цинксульфидных люминофоров максимальная вспышка имеет место при действии инфракрасного излучения с длиной волны 1200 нм. Зависимость коэффициента тушения от длины волны инфракрасного излучения по данным Ребане [29] определяется составом люминофора. Для ZnS:Сu наибольшее тушение наблюдается при длинах волн 800 и 1200-1300 нм.
При одновременном действии возбуждающего света и инфракрасных лучей на цинксульфидные люминофоры при комнатной температуре имеет место только эффект тушения люминесценции, который тем больше, чем меньше интенсивность возбуждающего света. Коэффициент тушения увеличивается при повышении интенсивности инфракрасных лучей до известных пределов. Заметное влияние на величину коэффициента тушения оказывает также концентрация активатора и присутствие в люминофоре примесей некоторых металлов (никеля, кобальта, железа) так называемых гасителей люминесценции, введение которых приводит к значительному (особенно при добавлении кобальта) увеличению коэффициента тушения. Повышение концентрации активатора обычно приводит к ослаблению эффекта тушения.
Вспышка у цинксульфидных люминофоров при одновременном действии инфракрасных лучей и возбуждающего света наблюдается только при низкой температуре. При обычных температурах у этих люминофоров вспышка имеет место в том случае, если люминофор подвергается действию инфракрасных лучей после прекращения возбуждения (в процессе затухания). Интенсивную вспышку в этом случае можно получить, если в люминофор ZnS:Рb ввести медь. Спектр излучения вспышки у люминофора ZnS:Сu,Рb совпадает с излучением полосы свинца в этом люминофоре. Введение меди увеличивает эффект стимуляции и в случае люминофора ZnS:Mn. Предполагается, что медь может служить источником электронов, запасаемых на ловушках, образованных свинцом [30]. Люминофоры, которые дают наиболее интенсивную вспышку при облучении их инфракрасными лучами после прекращения возбуждения, относятся к классу сульфидов щелочноземельных металлов, активированных редкоземельными элементами [30]. Эти люминофоры, называемые обычно вспышечными, нашли широкое применение в ряде специальных приборов (дозиметры, приборы ночного видения и т. д.). К вспышечным люминофорам относятся, например, SrS:Се,Sm, SrS:Еu:Sm, а также SrS-CaS:Еu,Sm. Спектр вспышки определяется Се или Еu, а введение Sm увеличивает интенсивность вспышки и определяет спектр стимуляции, т. е. зависимость интенсивности вспышки от длинны волны инфракрасного света.
Явления вспышки и тушения люминесценции при действии инфракрасных лучей имеют различное толкование. В самом общем виде явление вспышки объясняется тем, что под действием инфракрасных лучей электроны, находящиеся на ловушках, могут перейти в зону проводимости и затем рекомбинировать с центрами люминесценции. Тушение люминесценции происходит тогда, когда энергия инфракрасных 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. Дырки, образовавшиеся в валентной зоне, могут перемещаться в ней и переходить на уровни активатора. Введение Со, Ni и Fe способствует образованию дополнительных уровней захвата. Рекомбинация электронов на этих уровнях с дырками из валентной зоны уменьшает вероятность перехода дырок на уровни активатора. Этим объясняется усиление эффекта тушения при введении в люминофор Со, Ni и Fe [31].
Электрическое поле, приложенное к фотолюминесцирующему материалу, подобно инфракрасному излучению способно вызывать вспышку, либо тушение фотолюминесценции.
Процесс одновременного действия на фотолюминофор электрического поля и возбуждающего излучения называется электрофотолюмЀнесценцией.
1.4. ЭЛЕКТРОФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ
1.4.1. Эффекты Гуддена - Поля и Дэшена
Давно известно, что приложение сильных электрических полей (постоянных или переменных) может существенно повлиять на поведение фотолюминесцирующих материалов, возбуждаемых ультрафиолетовым светом. Эти эффекты можно наблюдать и во время периода затухания, следующего за прекращением действия возбуждающего света; первоначально они были обнаружены именно таким образом. В самых общих чертах различают усиление интенсивности света при наложении поля, называемое эффектом Гуддена - Поля,и гашение, именуемое эффектом Дэшена. Эффект Гуддена - Поля можно наблюдать, когда фосфор надежно изолирован от металлических электродов, к которым прикладывается поле, в то время как для эффекта Дэшена, по-видимому, более благоприятны такие условия, когда через фосфор проходит ток заметной величины. Прикладываемые поля должны иметь напряженность порядка нескольких киловольт на сантиметр. Оба эффекта могут наблюдаться совместно, причем эффект Гуддена - Поля обычно характеризуется меньшими постоянными времени.
На рис 5(a) показан суммарный эффект, который может наблюдаться в том случае, когда приложенное поле постоянно.
Относительная четкость различных деталей может довольно сильно изменяться от образца к образцу. В случае переменного, поля на кривую яркости света накладывается пульсация, которая, как правило, имеет сложную форму. При достаточно больших напряженностях поля частота этой пульсации вдвое больше частоты поля. Пунктирная кривая соответствует случаю, когда эффект Дэшена отсутствует. Обычно в тот момент, когда выключается внешнее поле, происходит небольшое усиление, но в некоторых случаях его нельзя заметить. Этот частный вид релаксации может быть очень быстрым, как наблюдалось, например, для одного из фосфоров, изучавшихся Штейнбергером, Лоу и Александером [32].
Детали этих эффектов сложным образом связаны как с напряженностью и характером поля, так и с интервалом времени между моментом его включения и началом оптического возбуждения.
На рис. 5(б) показано, например, как в течение затухания фотолюминесценции уменьшается величина световых импульсов в эффекте Гуддена - Поля. Перед началом основного спада наблюдается интересное и трудно объяснимое увеличение яркости, которое может служить, одним из примеров сильно усложненных и взаимосвязанных свойств этого явления. В магнитном поле соответствующие эффекты не наблюдались [33].
Как известно, процессы затухания в возбужденных фосфоресцирующих материалах могут быть ускорены инфракрасным излучением. При этом суммарное количество излучаемой световой энергии остается постоянным независимо от того, ускоряется ли процесс затухания или происходит спонтанно. Рассматриваемые же эффекты принципиально отличаются от подобного ускоренного оптическим путем затухания, поскольку при наличии электрического поля величина интеграла по времени от выходящей световой энергии может существенно измениться. Например, при эффекте Гуддена - Поля полное количество света, излучаемого в течение затухания, может увеличиться.
Во время освещения вещества электроны возбуждаются за счет поглощения фотонов; когда оптическое возбуждение прекращается, в возбужденных состояниях будет находиться ограниченное число электронов. Поэтому действие внешнего поля, которое увеличивает полное количество излучаемого света, должно сказываться в одном из двух направлений (или в обоих сразу) либо увеличивать относительную вероятность излучательной рекомбинации (по сравнению с безызлучательной), либо приводить к дополнительному возбуждению электронов. Последняя возможность представляется более правдоподобной. Однако Матосси [34] пересмотрел эти вопросы и в противоположность последнему предположению связал эффект гашения с ростом вероятности безызлучательных переходов. Влияние поля можно изучать не только по нормальной фосфоресценции, но также и по инфракрасному излучению, обусловленному предварительным освещением фосфора ультрафиолетовым светом. В принципе подобные эксперименты позволяют получить сведения о роли процессов захвата, которые обусловливают задержку момента излучательной рекомбинации относительно момента возбуждения носителя заряда. Однако результаты оказываются слишком сложными и пока не получили надежного теоретического истолкования [35].
Похожие работы
... и возможность работы при низких температурах. Существует много конструкций ГИП переменного тока, одна из них приведена на рисунке (рис. 2.1). В основу ГИП переменного тока положена трехэлектродная структура газоразрядной ячейки. Рис. 2.1 Два так называемых дисплейных электрода (ионизирующий и развертки) - полупрозрачные, они нанесены на поверхность внешнего стекла, ...
... . Это дает возможность элементного анализа вещества: определение количества атомов каждого элемента, входящего в состав образца. ГЛАВА 2. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ФЛУОМЕТРИИ В АНАЛИЗЕ ОБЪЕКТОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Сегодня люминесцентный метод анализа охватывает широкий круг методов определения разнообразных объектов от простых ионов и молекул до высокомолекулярных соединений и биологических объектов. ...
... . Развитие способов передачи изображений и измерительной техники сопровождалось дальнейшей разработкой и усовершенствованием различных электровакуумных приборов, радиоламп и электронографических приборов для осциллографов, радиолокации и телевидения. Рентгеновская трубка Электрический ток в вакууме применяют для получения рентгеновских лучей. Рентгеновские лучи испускаются любым веществом, ...
... 4 Содержание отчета Схема включения однофазного счетчика в сеть. Схема включения трехфазного счетчика (п.7). Таблица с результатами измеренных и вычисленных значений. 3. Выводы о результатах поверки счетчика. Контрольные вопросы. 1. Единицы измерения электрической энергии. 2. Основные части счетчика и их назначение. 3. Принцип работы индукционного ...
0 комментариев