Реферат Курсовая Конспект
Работа сделанна в 1998 году
Эффекты разгорания рентгенолюминесценции галита - Дипломная Работа, раздел Химия, - 1998 год - Оптическая спектроскопия кристаллов галита с природной синей окраской Эффекты Разгорания Рентгенолюминесценции Галита. Для Того, Чтобы Получить Дет...
|
Эффекты разгорания рентгенолюминесценции галита. Для того, чтобы получить детальную картину разгорания рекомбинационной люминесценции F-центров в кристаллах галита, были проведены следующие эксперименты. Рентгенолюминесцентная установка регистрировала изменение интенсивности излучения в полосе 390 нм по мере экспозиции образца рентгеновским излучением.
При этом на ленте самописца регистрировалась кривая разгорания РЛ. В результате зарегистрированы монотонные кривые разгорания, аналогичные показанным на рис. 17. Рис. 17. Кривые разгорания РЛ в монокристаллах польской соли слева и сопоставление кривых разгорания в монокристаллическом и порошковом препаратах прозрачной польской соли справа. Маркеры - значения, снятые с экспериментальных кривых разгорания, кривые - аппроксимация теоретическими зависимостями.
Как уже отмечалось, кривые разгорания РЛ в порошке и монокристалле сильно различаются рис.17 . В начальный момент времени для порошков характерна более высокая интенсивность рекомбинационной люминесценции нежели, чем в монокристалле.
Но в дальнейшем их интенсивности свечения выравниваются. 3.6.3. Кинетика накопления F-центров Кинетика накопления F-центров в кристаллах щелочных галоидов рассматривается во многих работах. Например, в 24 рассматривается кинетика разгорания люминесценции различных электронно-дырочных центров с учетом процессов перезахвата свободных носителей заряда конкурирующими ловушками электронов и дырок.
Наличие в кристалле предцентров постулируется. В монографии К. Пшибрама 11 рассматриваются различные модели накопления F-центров в щелочных галоидах, в которых учитываются электронно-дырочные процессы, происходящие в кристаллах под действием b- и g-радиации и возможность радиационного отжига потенциальных центров.
При рентгеновском облучение в галите возможно как образование, так и рекомбинация предцентров. Кроме того, в изучаемых кристаллах некоторые следы агрегатных F-центров начинают появляться только после больших времен рентгеновской экспозиции кристаллов, поэтому такими каналами уменьшения концентрации F-центров можно пренебречь, что значительно упростит вид теоретических зависимостей. Кинетику образования F-центров рассмотрим в рамках следующей простой модели. Процесс образования F-центров должен учитывать образование вакансий Cl, их рекомбинацию, захват вакансией электронов зоны проводимости с образованием F-центров и их рекомбинацию с дырками валентной зоны в поле рентгеновского излучения.
Опишем сначала процесс образования вакансий Cl - потенциальных F-центров. Допустим, что скорость образования вакансий Cl -пропорциональна мощности потока рентгеновского излучения - D. Скорость их рекомбинации пропорциональна числу имеющихся вакансий N, умноженному на вероятность рекомбинации R. Тогда скорость накопления вакансий запишется в виде дифференциального уравнения . 3.8 Если принять, что до облучения в кристалле присутствовало N t 0 N0 вакансий, а в стационарном состоянии N t Ґ NҐ D R, то получим следующее решение 3.8 . 3.9 Рис.18. Энергетическая схема кристалла NaCl с примесными уровнями F-центров.
Теперь рассмотрим собственно процесс образования F-центров рис.18 . Под действием радиации в кристалле с вероятностью g образуются пары свободных электронов и дырок.
В кристалле имеется N потенциальных F-центров. С вероятностью a электрон захватывается предцентром с образованием F-центра, их текущая концентрации - n. Скорость их образования будет пропорциональна a N. С вероятностью b происходит рекомбинация захваченного электрона с дыркой, скорость этого процесса b n. Возможностью агрегатизации F-центров пренебрегаем. Изменение количества F-центров запишется в виде дифференциального уравнения . 3.10 После подстановки 3.9 имеем . 3.11 В исходных кристаллах независимо от их окраски концентрация F-центров близка к нулю, т. к. их полоса поглощения в оптических спектрах практически отсутствует. С учетом этого решение уравнения 3.11 запишется в виде . 3.12 В стационарном состоянии t Ґ n nҐ NҐa b. Рассмотрим частные случаи решения. 1. Качественные кристаллы без вакансий, N0 0. Если принять, что скорость рекомбинации потенциальных центров гораздо ниже скорости рекомбинации F-центров R b, то ур-е 3.12 сводится к простой зависимости n nҐ 1-e- Rt 3.13 . Такое уравнение используется многими авторами для описания накопления F-центров например 11 . Оно плохо описывает начальный этап накопления центров и дает ассимптотически приближающуюся к nҐ кривую.
Именно такие кривые характерны для разгорания РЛ наших монокристаллов галита. 2. Дефектные кристаллы, N0 NҐ 1, R b 3.14 . Исключая область вблизи t 0 такая функция описывает монотонно убывающую к значению nҐ кривую накопления F-центров.
Зависимость 3.12 должна описывать процесс роста интенсивности поглощения в полосе F-центра в ходе облучения кристалла.
Концентрация F-центров пропорциональна площади под их полосой поглощения, или коэффициенту поглощения в максимуме полосы при неизменной ее полуширине. Поэтому для описания эволюции поглощения в выражении 3.12 нужно заменить n на k t, а nҐ на kҐ. С другой стороны процесс рекомбинации дырок на F-центрах идет с выделением энергии в виде квантов света оптического диапазона. Т.е. в ходе облучения наблюдается свечение с интенсивностью пропорциональной I bn. Для описания ее изменения в ходе облучения в выражении 3.12 n заменяется на I t, а nҐ на IҐ. Рис.19. Зависимость коэффициента поглощения от времени облучения рентгеновским излучением в полосе F-центра на примере образцов из Польши.
Маркеры - экспериментальные значения, линии - аппроксимированные значения ур-ем.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
Наряду с составом и морфологией этих минералов изучение окраски дает ценную информацию об условиях, существовавших в бассейнах соленакопления и… Окраска является важным диагностическим свойством и может служить в целях… Она не утратила своего значения как наиболее экспрессный поисковый признак на калийные соли. Синий галит…
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Эффекты разгорания рентгенолюминесценции галита
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов