Люмінофори
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Люмінофори

Люмінофори (від латинського lumen — світло і грецького phoros — що несе), тверді і рідкі речовини, здатні люмінесцировать під дією різного роду збуджень (див. Люмінесценція ). За типом збудження розрізняють фотолюмінофори, рентгенолюмінофори, радіолюмінофори, катодолюмінофори, електролюмінофори. Деякі Л. можуть виступати як Л. змішаних типів (наприклад, Zns·cu є фото-, катодо- і електролюмінофором). По хімічній природі розрізняють органічні Л. — органолюмінофори, і неорганічні — фосфори. Фосфори, що мають кристалічну структуру, називаються крісталлофосфорамі.

загрузка...

  Свічення Л. може бути обумовлено як властивостями основної речовини, так і наявністю домішки — активатора. Активатор утворює в основній речовині (підставі) центри свічення . Назва активованих Л. складається з назви підстави і назви активаторів, наприклад: Zns·cu, Co позначає Л. ZNS, активований Cu і З. Якщо підстава змішана, то перераховують спочатку назви підстав, а потім активатори (наприклад, ZNS, Cds·cu, З).

  Л. застосовують для перетворення різних видів енергії в світлову. Залежно від умов вживання пред'являються певні вимоги до тих або іншим параметрам Л.: типові збудження, спектру збудження (для фотолюмінофорів), спектру випромінювання, виходу випромінювання (відношенню енергії, що випромінює, до поглиненої), тимчасовим характеристикам (часу збудження свічення і тривалості післясвічення). Найбільшу різноманітність параметрів можна отримати в крісталлофосфоров, варіюючи активатори (в основному важкі метали) і склад підстави, причому в залежності від концентрації активаторів властивості Л. в значній мірі міняються. Наприклад, для Zns·cu при концентрації Cu 10 -5 г/г оптимальним є фотозбудження, а при концентрації Cu > 10 -4 г/г   — електрозбудження.

  Спектр збудження різних фотолюмінофорів міняється від короткохвильового ультрафіолетового до ближнього інфрачервоного. Спектр випромінювання може лежати у видимій, інфрачервоній і ультрафіолетовою областях. Ширіна спектральних смуг випромінювання окремих Л. міняється від тисяч  (для органолюмінофоров) до одиниць  (для крісталлофосфоров, активованих рідкоземельними елементами) і сильно залежить від концентрації Л. і активатора, а також від температури.

  Енергетичний вихід випромінювання Л. залежить від вигляду збудження, його спектру (при фотолюмінесценції) і механізму перетворення енергії в світлову. Він різко падає при підвищенні концентрації Л. і активатора (концентраційне гасіння) і температури (температурне гасіння). Яскравість люмінесценції Л. наростає з початку збудження протягом проміжку часу від 10 -9 сік до декількох мін . Тривалість післясвічення різних Л. вагається від 10 -9 сік до декількох ч і визначається характером перетворення енергії і часом життя збудженого стану. Найбільш коротке час післясвічення мають органолюмінофори, найбільш тривале, — крісталлофосфори. Залежно від умов вживання можуть грати істотну роль і інші властивості Л. — стійкість до дії світла, тепло, волога і так далі.

  Основними типами вживаних Л. є крісталлофосфори, органічні Л., люмінесцирующие стекла. Найбільшого поширення набули крісталлофосфори. Значна частина ними є напівпровідникові з'єднання з шириною забороненої зони 1—10 ев , люмінесценція яких обумовлена домішкою (активатора) або дефектами грат. Концентрація активатора варіюється в межах 10 -3 —10 -7 г/г . Деякі сторонні домішки, наприклад Fe, в концентраціях вже 10 -6 г/г   можуть зменшувати яскравість люмінесценції, тому приготування Л. вимагає особливого контролю чистоти вихідних матеріалів. Такі Л. виготовляють дорогою прожарення шихти. Для поліпшення процесу кристалізації в шихту додаються плавні — солі типа KCI, LIF, Caci 2 і тому подібні. Люмінесцирующие монокристали вирощуються з розплаву, розчину або газової фази.

  В люмінесцентних лампах застосовуються суміші крісталлофосфоров [наприклад, суміші Mgwo 4 і (Znbe) 2 Sio 4 ·Mn] або однокомпонентні Л., наприклад галофосфат кальцію, активований Sb і Mn. Л. підбираються так, щоб їх свічення мав спектральний розподіл, близький до розподілу денного світла. Катодолюмінофори застосовують для екранів електронно-променевих трубок, осцилографів, чорно-білих і кольорових кінескопів і тому подібне. Для кольорових кінескопів розроблені люмінофори, що дають три основні кольори свічення: синій (Zns·ag) зелений (Znse·ag), червоний [Zn 3 (Po 4 ) 2 ·Mn]. Для рентгеноскопії застосовуються (Zn, Cd) S·ag і Cawo 4 , що дають свічення в області максимальної чутливості ока і що дозволяють максимально використовувати чутливість рентгенівської плівки і зменшити дозу опромінення. Електролюмінофори на основі Zns·cu використовують для створення індикаторів, що світяться, табло, панелей.

  Органічні Л. можуть люмінесцировать в розчинах (флуоресцеїн, родамін) і твердому стані (пластичні маси і антрацен, стильбен і інші органічні кристали). Органічні Л. можуть володіти яскравим свіченням і дуже високою швидкодією. Колір люмінесценції органічних Л. може бути підібраний для будь-якої частини видимої області. Вони застосовуються для люмінесцентного аналізу, виготовлення люмінесцирующих фарб покажчиків, оптичного вибілювання тканин і т.д. Багато органічних Л. (фарбники цианінового, поліметінового рядів та інші) використовують як активні елементи рідинних лазерів . Кристалічні органічні Л. застосовують як сцинтилятори для реєстрації g-променів і швидких часток (див. Сцинтиляційний лічильник і Люмінесцентна камера ). Органічні Л. випускаються промисловістю СРСР під торгівельним найменуванням люмінори.

  стекла Люмінесцирующие виготовляють на основі скляних матриць різного складу. При вариві скла в шихту додають активатори, найчастіше солі рідкоземельних елементів або актиноїдів . Вихід, спектр і тривалість свічення люмінесцентних стекол визначаються властивостями активатора. Вони володіють хорошою оптичною прозорістю і багато хто з них може бути використані як лазерні матеріали, а також для візуалізації зображень, отриманих в ультрафіолетовому випромінюванні.

  Е. А. Свіріденков.