Неорганические люминофоры - Казгикин О.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Особое место занимают «антистоксовские» люминофоры, которые при возбуждении в ИК-области спектра излучают в видимой области, что противоречит вышеуказанному правилу. Объяснение этого явления и свойств подобных люминофоров приведены в главе IV.
У большинства описываемых далее люминофоров спектры излучения представляют собой широкие полосы. Однако в некоторых случаях у люминофоров с редкоземельными активаторами спектры люминесценции состоят из характерных узких полос. Расширение полосы обусловлено воздействием ионов основной решетки на энергетическое состояние ионов активатора. /~ Спектр излучения люминофоров зависит от химической природы актива-/ тора и основы люминофора, их взаимодействия, а в случае люминофоров с не-сколькими активаторами и от взаимодействия активаторов между собой.
Иногда один и тот же активатор в одной и той же основе дает полосы излучения, расположенные в различных областях спектра. Например, люминофор 2пБ Си излучает в синей, зеленой и красной областях спектра; зависит это от концентрации меди и условий приго- , 0/ товления люминофоров. Спектр люмине- У°
сценции характеристических ?0^Г Д ^700
люминофоров также иногда состоит из / \ %
нескольких полос, соответствующих 60 - I \ 7 5 60
различным электронным переходам дан- / \ 3"
ного центра свечения. Приме- Л ,У , \>_ I ^ ^ ром могут служить арсенат и фторгер- "520 600 680 с °-манат магния, активированные Мп. Вве- д т
дение двух активаторов в одну основу, '
например в случае сенсибилизирован- Рис. 1.3. Спектры излучения (/) и ной люминесценции, может привести поглощения (2) люминофора к конкуренции полос излучения, соот- гпа8Ю4 -Мп.
ветствующих этим активаторам — возрастание интенсивности свечения в полосе одного активатора сопровождается уменьшением интенсивности свечения в полосе другого.
Спектральный состав зависит от различий в валентном состоянии активатора, вошедшего в решетку основы, его положения в этой решетке (замещение иона в узле, междуузельное положение), а также от природы атомов основы. В качестве примера влияния структуры центра свечения на спектр излучения следует привести галофосфат кальция, активированный ЭЬ и Мп. Спектр излучения этого люминофора состоит из двух полос, соответствующих Излучению И Мп, положение и интенсивность свечения которых зависит от концентрации активаторов и соотношения Р~ и СГ~, входящих в состав гало-фосфата. Влияние галогенов, например С1~, на положение основной полосы Мп обусловлено тем, что ионы Са2+ могут четырьмя различными способами окружать Ионы Мп2+. В свою очередь, эти ионы Са2+ по-разному связаны с сурьмой, фтором, хлором или кислородом.
Спектры излучения могут зависеть от интенсивности и длины волны возбуждающего света, а также от температуры. Влияние интенсивности возбуждающего света проявляется тогда, когда люминофор имеет несколько полос излучения и интенсивность свечения каждой из них по-разному зависит от интенсивности возбуждающего света, в частности, интенсивность одной Из полос быстрее достигает насыщения. Примером может служить люминофор Ъп§ - Си [14], который при концентрации активатора 0,002—0,003% в спектре излучения имеет две полосы, интенсивность свечения которых / зависит от интенсивности возбуждающего света Е по закону / <~ Еа, где а, в свою очередь, различно зависит от температуры для синей и зеленой полос (рис. 1.4).
Зависимость спектров излучения от длины волны возбуждающего света может быть хорошо прослежена на характеристических люминофорах (Са, М?)з(Р04)2-Бп и (Са, гп)3(Р04)2-Бп. Спектры излучения последних состоят Из широких полос, расположенных в красной и зеленой областях [15]. При возбуждении излучением с X = 254 нм появляется, главным образом, красная полоса, а при Х= 313 нм — зеленая (рис. 1.5).
9
Влияние температуры на спектры излучения люминофоров различных классов подробно рассмотрено Студером и Гансом [16]. По данным этих авторов, при повышении температуры для различных люминофоров наблюдаются следующие изменения в спектрах излучения:
расширение спектра без смещения положения его максимума (ХпО, 2п28Ю4-Мп);
расширение спектра излучения и смещение максимума в длинноволновую область {ZnS^Ag, гиБ-Сав^);
смещение спектра излучения в коротковолновую область (Мд^У04);
перераспределение интенсивности свечения отдельных полос [{Ъп, Ве)28Ю4 Мп].
Зависимость спектра излучения от температуры для многополосных люминофоров объясняется температурным тушением люминесценции, которое различно для различных полос.
Рис. 1.4. Зависимость степени нелинейности стационарной яркости свечения голубой (1) и зеленой (2) полос люминофора ЕпБ-Си от температуры.
600 700
Рис. 1.5. Зависимость спектров излучения люминофора (Са, гп)3(Р04)2 -0,088п от температуры.
а ~ Ко3б = 254 нм- 6 - Чозб = 313 нм: 1 — 20°; 2 — 100°; 3 — 200°; 4 — 300°; 5 — 350°.
Для характеристического люминофора (Са, 2п)3(Р04)а-Эп при повышении температуры интенсивность зеленой полосы уменьшается, а красной — увеличивается (см. рис. 1.5).
