Люминофо́ры (от лат. lumen - свет и греч. phorós - несущий), органические и неорганические вещества, способные светиться (люминесцировать) под действием внешних факторов (смотри Люминесценция). Важнейший вид люминофоров - кристаллофосфоры. Люминофоры используют в люминесцентном анализе, производстве светящихся красок и т. д.

* * *

ЛЮМИНОФОРЫ - ЛЮМИНОФО́РЫ (от лат. lumen - свет и греч. phoros - несущий), вещества, способность которых светиться под действием внешних факторов (см. Люминесценция (см. ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ)), используется для практических целей. Люминофоры применяют для преобразования различных видов энергии в световую.

По химической природе различают органические люминофоры (органолюминофоры), и неорганические (фосфоры). Фосфоры, имеющие кристаллическую структуру, называются кристаллофосфорами (см. КРИСТАЛЛОФОСФОРЫ).

По типу возбуждения различают фотолюминофоры, рентгенолюминофоры, радиолюминофоры, катодолюминофоры, электролюминофоры и т. д. Некоторые вещества могут люминесцировать при различных видах возбуждения, т. е. являются люминофорами смешанного типа (например, ZnS, легированный Cu, является фото-, катодо- и электролюминофором).

Требования к параметрам люминофоров определяются условиями их применения. Люминофоры различаются по типу возбуждения, спектру возбуждения (для возбуждения различных фотолюминофоров меняется от коротковолнового ультрафиолетового до ближнего инфракрасного), спектру излучения, выходу излучения, времени возбуждения, свечения и длительности послесвечения.

Цвет свечения определяется материалом основы люминофора, природой и концентрацией вводимых примесей-активаторов, которые образуют в основном веществе (основании) центры свечения. Подбором люминофора и соответствующих центров свечения можно варьировать длину волны люминесценции. Даже в одном люминофоре, меняя тип примесей, можно регулировать спектральный состав излучения. Например, люминофоры на основе ZnS отличаются высокой яркостью и светоотдачей в видимой области спектра. При введении в ZnS активаторов получаем для кристаллов ZnS (Ag) свечение голубое, для ZnS(Cu) - зеленое, а для ZnS(Mn) - оранжевое. Если же в ZnS ввести CdS, то спектр люминесценции сместится в сторону более длинных волн. Люминесценция в красной области спектра получается при использовании в качестве основы люминофора полупроводниковых твердых растворов Zn_1-xCd_xS и ZnS_1-xSe_x.

Органические люминофоры представляют собой сложные высокомолекулярные соединения: ароматические углеводороды и их производные, гетероциклические соединения, комплексные соединения атомов металла с органическими лигандами и т.д. Механизм свечения органических люминофоров обычно внутрицентровой. Органические люминофоры могут люминесцировать в растворах (флуоресцеин, родамин) и в твердом состоянии (пластические массы и антрацен, стильбен и другие органические кристаллы), обладают ярким свечением и очень высоким быстродействием. Цвет люминесценции органических люминофоров может быть подобран для любой части видимой области. Применяются для люминесцентного анализа, изготовления люминесцирующих красок, указателей, оптического отбеливания тканей и т. д.

Основное применение среди неорганических люминофоров имеют кристаллофосфоры. К твердым неорганическим люминофорам относятся также люминесцирующие стекла, порошки, тонкие пленки. Люминесцирующие стекла изготовляют на основе стеклянных матриц различного состава. При варке стекла (см. СТЕКЛО НЕОРГАНИЧЕСКОЕ) в шихту добавляют активаторы, чаще всего соли редкоземельных элементов или актиноидов. Такие люминофоры применяются в лазерах. В светотехнике широко используют различные порошковые люминофоры, многие их которых являются бертоллидами, т. е. имеют переменный химический состав (Zn_0,6Cd_0,4S, Zn_0,75Cd_0,25S, Zn S_0,85Se_0,15). На основе порошковых электролюминофоров изготовляются плоские безвакуумные источники света сравнительно большой площади, которые нашли применение в светящихся панелях, табло, управляемых шкалах, мнемонических схемах, твердотельных экранах и т. д. Благодаря согласованию по спектральным характеристикам электролюминофоров с фотосопротивлениями создаются различные оптоэлектронные системы: приборы автоматики - оптроны, усилители и преобразователи изображения, например для рентгеноскопии. Получены тонкопленочные электролюминесцентные излучатели, которые позволяют получать яркость, сопоставимую по величине с яркостью обычного телевизионного экрана. В качестве активного слоя в них используется сульфид цинка, легированный марганцем или фторидами редкоземельных элементов. Излучатели на их основе, обладая большой яркостью, дают возможность получить полную цветовую гамму в плоскостных экранах для дисплеев. На их основе уже созданы эффективные излучатели сине-зеленого свечения (SrS (Cе), зеленого (СаS (Се)), красного (СаS (Еu), СаS (Еr)) и белого свечения (CaS (Рr, К), SrS (Но, Nd), SrS :(Sm, Cе)).

Составить слова из слова люминофоры

Катодолюминесце́нция - люминесценция, возбуждаемая в веществе при бомбардировке его быстрыми электронами. К ней относится, например, свечение экранов электронно-лучевых трубок.

* * *

КАТОДОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ - КАТОДОЛЮМИНЕСЦЕ́НЦИЯ, люминесценция (см. ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ), возбуждаемая в веществе при бомбардировке его быстрыми электронами - электронным пучком. Так как электронные пучки назывались катодными лучами, то и люминесценция, возникающая при облучении электронами, получила название катодолюминесценции.

Катодолюминесценция обусловлена целым рядом сложных процессов, протекающих между актом начального возбуждения люминофора (см. ЛЮМИНОФОРЫ) и актом излучения света. Для возбуждения католюминесценции достаточно, чтобы энергия возбуждающих электронов в КАТОДОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ 1,5 раза превышала ионизационный потенциал облучаемого вещества - кристаллофосфора (см. КРИСТАЛЛОФОСФОРЫ). Однако применение таких медленных электронов не позволяет получать устойчивую катодолюмесценцию. Это связано с целым рядом эффектов, возникающих при катодолюминесценции, когда преобразование энергии электронов проходит несколько последовательных стадий. При облучении люминесцентного экрана потоком электронов часть энергии теряется. Под действием электронов поверхность люминофора очеݑ̠быстро приобретает отрицательный заряд, и в результате возбуждающие электроны, отталкиваясь от нее, тормозятся и теряют энергию. Отражение электронов, связанное в первую очередь с кулоновским взаимодействием, играет существенную роль при катодолюминесценции. Дополнительные потери энергии возникают также за счет безызлучательной рекомбинации на различных дефектах решетки, концентрация которых особенно велика в поверхностном «мертвом» слое кристалла, толщиной порядка 1 мкм. Часть электронов испытывает упругое и неупругое отражение от поверхности, часть электронов, проникших в люминофор, претерпевает рассеяние. При этом образуются новые носители заряда, которые могут передать энергию люминесцентным центрам или кристаллической решетке.

В результате рассеяния первичных электронов в кристаллической решетке люминофора при взаимодействии с атомами решетки, электроны, обладающие высокой энергией, ионизуют их, создавая второе поколение электронов, которые, в свою очередь, ионизуют другие атомы. При этом образуются элементарные возбуждения типа электронно-дырочных пар, экситонов (см. ЭКСИТОН), плазмонов (см. ПЛАЗМОН) и т. д., при распространении которых могут возбуждаться центры свечения. При рекомбинации на центрах свечения электронов и дырок и возникает катодолюминесценция. Центры свечения при катодолюминесценции те же, что и при фотовозбуждении, поэтому спектр катодолюминесценции аналогичен спектру фотолюминесценции (см. ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ). Таким образом, ионизация атомов, сопутствующая рассеянию, приводит к образованию вторичных электронов, также способных принять участие в создании элементарных возбуждений кристаллической решетки, а за счет миграции элементарных возбуждений область возникновения люминесценции по сравнению с реальной глубиной проникновения электронов в люминофор значительно расширяется.

Глубина проникновения электронов в люминофор растет пропорционально квадрату их энергии и при энергиях электронов в несколько килоэлектронвольт не превышает 1 мкм.

Для католюминесценции характерно наличие порогового напряжения U₀, при котором люминофор начинает светиться. Наличие U₀ обусловлено отталкиванием первичных электронов поверхностным зарядом, и составляет для высоковольтных катодолюминофоров 100-400 В.

Яркость кадолюминесценции зависит от условий возбуждения плотности тока в электронном пучке и ускоряющего напряжения. При больших плотностях тока возбуждения линейный характер зависимости яркости люминесценции от плотности тока нарушается. При этом на поверхности люминофора возникает вторичная электронная эмиссия, и заряд люминофора уносится вторичными электронами. Люминесценция выходит на насыщение, связанное с насыщением скорости электронных переходов в центрах свечения, увеличением тормозящего поля и обычным температурным тушением люминесценции. Однако при импульсном возбуждении некоторых особо чистых кристаллов и сублимированных пленок яркость узких полос испускания, расположенных вблизи края поглощения, возрастает быстрее плотности тока.

Практически яркость свечения католюминесцентных экранов не превышает 200-700 кд/м².

Основным каналом, снижающим энергетический выход люминесценции, являются тепловые потери энергии электронов (переход электронов и дырок в обычные тепловые электроны и дырки, сопровождаемый возбуждением тепловых колебаний кристаллической решетки). Кпд катодолюминесценции обычно составляет 1-10%. Наибольшую эффективность преобразования энергии (20-25%) имеют некоторые поликристаллические кристаллофосфоры с рекомбинационным механизмом свечения (катодолюминофоры).

После прекращения возбуждения наблюдается послесвечение экрана, длительность которого зависит от характеристик люминофора. Временем послесвечения экрана считают интервал между моментом прекращения электронной бомбардировки и моментом, когда яркость свечения уменьшится до 1% от величины поверхность люминофора начального значения.

Катодолюминесценция широко применяется в технике, особенно в вакуумной электронике. Катодолюминесценцией обусловлено свечение экранов телевизоров, различных осциллографов, электронно-оптических преобразователей и т. д. Явление католюминесценции. положено в основу создания оптических квантовых генераторов, возбуждаемых электронным пучком, на GaAs, CdS, ZnS и др. Катодолюминесценция используется как метод изучения дефектов структуры кристаллов.

Составить слова из слова катодолюминесценция