Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Шлезингер М.А. -> "Люминесцентный анализ" -> 74

Люминесцентный анализ - Шлезингер М.А.

Шлезингер М.А. Люминесцентный анализ — М.: Физ-мат литература, 1961. — 401 c.
Скачать (прямая ссылка): lumiscentniyanaliz1961.pdf
Предыдущая << 1 .. 68 69 70 71 72 73 < 74 > 75 76 77 78 79 80 .. 197 >> Следующая

В люминесцентном анализе исторически установилось возбуждать свечение исследуемых образцов преимущественно длинноволновым ультрафиолетовым светом (ртутная лампа с соответствующим светофильтром). Этому способствовали простота работы с такими источниками возбуждения и их сравнительная доступность. Существует, однако, большое число прозрачных для длинноволнового ультрафиолетового излучения веществ, которые этого света не поглощают и соответственно им не возбуждаются. Для возбуждения таких веществ приходится прибегать к более сильно поглощаемому коротковолновому ультрафиолетовому свету, к рентгеновским лучам или к болзе мощному электронному (катодному) возбуждению. Это значительно расширяет диапазон поддающихся исследованию люминесцентным анализом материалов. Одновременно оказывается возможным даспользовать некоторые специфические особенности каждого из источников возбуждения, выгодные для аналитических целей.Для рентгеновских лучей характерна, например, большая глубина их проникновения в исследуемый материал; для катодных - недостижимая в фотолюминесценции высокая мощность возбуждения и лёгкость ее регулировки; для рентгеновской флуоресценции - значительно меньшая1 зависимость спектрального состава излучения от вида и силы химической связи атомов в исследуемом материале.
1. Катодолюминесценция *)
В катодолюминесценции свечение возникает за счет энергии бомбардирующих образец быстрых (первичных) электронов. Источники возбуждения и приемы работы с ними описаны в гл. VII. Несмотря на широкое использование катодолюминесценции в технике, механизм ее возбуждения в деталях еще не изучен. В частности, недостаточно ясен механизм размена энергии первичного электрона в бомбардируемом материале и последующего поглощения этой энергии атомами. Схематически процесс может быть представлен следующим образом. Быстрый первичный электрон при торможении в исследуемом материале теряет свою энергию ступенчато за счет многократных столкновений с атомами. При этом на пути первичного электрона образуется большое число более медленных (с энер-
*) Катодолюминесценции и ее использованию в электронно-лучевых трубках посвящена книга: А. В. Москвин, Катодолюминесценция, ч. I. Общие свойства явления, Гостехиздат, М.-Л., 1948. (Прим. ред.)
150 КА.ТОДОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ, РЕНТГЕНОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ [ГЛ. XI
гирй около 30 эв) вторичных электронов. Энергия последних и идет на возбуждение образца. Аналогичная передача энергии через вторичные электроны имеет место и йри возбуждении очень коротковолновым ультрафиолетовым светом и рентгеновскими лучами.
В случае катодолюминесценции подсчет показывает, что вторичными электронами непосредственно возбуждается не более 1 % участвующих в свечении люминесцентных центров. Предполагается, что к остальным центрам энергия возбуждения от мест фактической рекомбинации вторичных электронов переносится по кристаллической решетке, по-видимому, за счет резонансных процессов. Несмотря на высокие стоксовские потери (см. гл. II) и неизбежное рассеяние энергии при транспортировке, энергетический выход катодолюминесценции все же может быть относительно высоким. В несовершенных кристаллах он обыкновенно не превышает долей процента; в стеклах практически падает до нуля, но в хорошо образованных кристаллах с малым рассеянием энергии при переносе выход может достигать десяти и более процентов.
Приведенная выше картина размена энергии недостаточно полна. При бомбардировке образца часть вторичных электронов вырывается с его поверхности и таким образом непосредственно не участвует в процессах возбуждения. Однако роль этих электронов в общем процессе возбуждения весьма существенная условиях хорошего вакуума без их участия стабильное наблюдение катодолюминесценции вообще невозможно. При малых энергиях первичных электронов (ускоряющее напряжение меньше 100-120 в) число вторичных электронов, вылетающих с поверхности, меньше числа первичных. Бомбардируемая поверхность образца-диэлектрика беспрепятственно заряжается отрицательно. Накопившийся заряд начинает отталкивать электроны первичного пучка, и появившееся вначале свечение быстро гаснет. При увеличении энергии бомбардируф-щего пучка (увеличении ускоряющего напряжения) число вторичных электронов становится равным или большим числа первичных. Эти электроны отсасываются ускоряющим положительным электродом, и теперь поверхность получает тенденцию заряжаться положительно, устойчиво стремясь к потенциалу электрода, ускоряющего первичный пучок. Избыточные вторичные электроны будут при этом возвращаться назад и стабилизовать заряд поверхности. В условиях автоматически устанавливающегося динамического равновесия между первичными электронами и вырывающимися вторичными становится возможным стабильное наблюдение катодолюминесценции. При этом число фактически бомбардирующих образец электронов пропорционально плотности тока пучка, а их энергия достаточно точно определяется потенциалом ускоряющего электрода.
Такой автоматически действующий механизм выравнивания потенциала продолжает функционировать, пока ускоряющее напряжение первичного пучка не станет слишком высоким. В последнем случае образование вторичных электронов происходит уже на большой глубине, и они теряют способность достигать поверхности. Число их снова становится меньше числа первичных. На поверхности начинает накапливаться отрицательный заряд, который тормозит электроны первичного пучка. Энергия последних падает, и на кривой роста яркости свечения с ускоряющим напряжением обнаруживается тенденция к насыщению. Для разных материалов это явление наступает при разных ускоряющих напряжениях, обыкновенно в пределах 8-15 кв\ для борьбы с ним приходится прибегать к специальным мерам, например к металлизации поверхности для отекания с нее заряда.
Предыдущая << 1 .. 68 69 70 71 72 73 < 74 > 75 76 77 78 79 80 .. 197 >> Следующая
Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed