Войти
В люминофоры и сцинтилляторы активатор- это элемент, добавленный как добавка к кристаллу материала для создания неоднородностей желаемого типа.
В люминесценции только небольшая часть атомов, называемая центрами излученияили центрами люминесценции, излучает свет. В неорганических люминофорах эти неоднородности в кристаллической структуре обычно создаются добавлением следовых количеств легирующих примесей, примесей, называемых активаторами. (В редких случаях дислокации или другие дефекты кристалла могут играть роль примеси.) Длина волны, излучаемая центром излучения, зависит от самого атома, его электронной конфигурации, а также на окружающую кристаллическую структуру.
Активаторы продлевают время свечения (послесвечения). В свою очередь, другие материалы (такие как никель ) могут быть использованы для гашения послесвечения и сокращения части затухания характеристик излучения люминофора.
Электронная конфигурация активатора зависит от его степени окисления и имеет решающее значение для светового излучения. Окисление активатора - один из распространенных механизмов деградации люминофора. Распределение активатора в кристалле также имеет большое значение. Диффузия ионов может вызвать истощение кристалла активаторами, что приведет к потере эффективности. Это еще один механизм деградации люминофора.
Процесс сцинтилляции в неорганических материалах происходит из-за электронной зонной структуры, обнаруженной в кристаллах. Падающая частица может возбудить электрон из валентной зоны либо в зону проводимости, либо в экситонную зону (расположенную чуть ниже зоны проводимости и отделенную от валентной зоны. полосой на запрещенную зону ). Это оставляет связанное с ним отверстие в валентной зоне. Примеси создают электронные уровни в запрещенном промежутке. Экситоны представляют собой слабосвязанные электронно-дырочные пары, которые блуждают по кристаллической решетке до тех пор, пока они не захватываются как единое целое примесными центрами. Последние затем быстро снимают возбуждение, испуская сцинтилляционный свет (быстрый компонент). В случае неорганических сцинтилляторов примеси активатора обычно выбираются так, чтобы излучаемый свет находился в видимом диапазоне или ближнем УФ, где эффективны фотоумножители. Дырки, связанные с электронами в зоне проводимости, не зависят от последней. Эти дырки и электроны последовательно захватываются примесными центрами, возбуждающими определенные метастабильные состояния, недоступные для экситонов. Замедленное девозбуждение этих метастабильных примесных состояний, замедленное из-за маловероятного запрещенного механизма, снова приводит к излучению света (медленная составляющая).
Активатор является основным фактором, определяющим длину волны излучения люминофора. Однако природа основного кристалла также может в некоторой степени влиять на длину волны.
Одновременно можно использовать несколько активаторов.
Типичными примерами активаторов являются:
Недавно обнаруженный активатор - самарий (II), добавленный к фториду кальция. Sm (II) - один из немногих материалов, о которых сообщалось, что обеспечивает эффективную сцинтилляцию в красной области спектра, особенно при охлаждении сухим льдом.
