Рекомбінаційна люмінесценція

Рекомбінаційне свічення властиве кристалічним матеріалам з решіткою, нарушеною включенням примесей, які в подальшому будуть називатися активаторами. Випромінюючим центром у такого люмінофора є іон металу активатора. Такі люмінофори з порушеною кристалічною решіткою називаються кристалофосфорами.

 

 

Н- нижня зона не збуджених рівнів, П- зона провідності, m-метастабільні рівні, а- рівень активатора.

При рекомбінаційному свіченні електрон одного атома, який потрапив у результаті збудження у зону провідності, при випромінюванні кванта енергії рекомбінує з діркою другого атома. Отже в процесі перетворення енергії бере участь увесь люмінофор.

Принцип Франка - Кондона

Частина електронної енергії при поглинанні і випусканні світла повинна витрачатися на збільшення коливань структури, перетворюватися на тепло. Явище спостерігається в результаті різкої зміни градієнта електронної енергії близько ядер при збудженні і релаксації.

Правило Стокса

Максимум інтенсивності в спектрі люмінесценції зсувається порівняно з максимумом у спектрі поглинання в сторону більших довжин хвиль. Це правило виконується у люмінофорів з широкою областю спектра випромінювання.

 

Правило Стокса - Ломмеля

Спектр люмінесценції, як правило, зсунутий відносно спектра поглинання в сторону довгих хвиль. Дане правило прийнято пояснювати втратою деякої частини поглиненої енергії на тепловий рух молекул. Зазначимо, що існує антістоксовскій люмінофор випромінює більш короткохвильове випромінювання ніж падаюче. Як правило одне і теж речовина здатна випускати випромінювання як в стоксовой, так і в антистоксової областях спектру, щодо частоти збуджуючого люмінесценцію випромінювання.

Закони Вавілова

Перший закон Вавілова

Енергетичний вихід фотолюмінесценції зростає прямо пропорційно довжині хвилі λ поглинається випромінювання, а потім, досягаючи в деякому інтервалі при λ ~ λ _макс максимального значення, швидко спадає до нуля при подальшому збільшенні λ. Енергетичний вихід має бути меншим за 1.

Другий закон Вавілова

При збудженні люмінесценції речовини частиною спектру поглинання енергетичний вихід (ɳ_е) зростає пропорційно довжині хвилі збуджуючого потоку випромінювання потім на деякому спектральному інтервалі залишається постійним. В області де енергетичний вихід зменшується із збільшенням різниці тим швидше чим нища температура люмінесцентної речовини ɳ_е=А* А- коефіцієнт актинічної пропорційності.

=А

Відповідно до закону Вавілова квантовий вихід фотолюмінесценції не залежить від довжини хвилі збуджуючого світла в стоксовой області (v _возб> v _Люм) і Різко падає в області антистоксовой випромінювання (v _возб <v _Люм).
93. Яскравість фотолюмінесценції

Якщо збудження люмінофора відбувається не однорідним променевим потоком, то потік, випромінюваний люмінофором, можна визначити із виразу:

Де - функція спектральної інтенсивності потоку збудження, падаючого на люмінофор

- спектральне значення коефіцієнта поглинання люмінофора у функції довжини хвилі

- спектральне значення енергетичного виходу у функції довжини хвилі

і - границі спектра збудження.

Світловий потік фотолюмінесценції Ф_л=к_л*Ф_л, де к_л- світлова чутливість фотолюмінесценції, рівна Заміним значення Ф_Л і їх інтегральними виразами, отримаєм спільне рівняння для світлового потоку фотолюмінесценції:

Ф_Л=

- функція відногсної спектральної чутливості ока

і - границі полоси випромінюючого люмінофором світлового потоку