Активатор (люминофор) - Activator (phosphor)

В люминофор и сцинтилляторы, то активатор добавлен ли элемент как присадка к кристалл материала для создания неоднородностей желаемого типа.

В свечение, лишь небольшая часть атомов, называемая эмиссионные центры или же центры люминесценции, испускать свет. В неорганических люминофорах эти неоднородности в кристаллической структуре обычно создаются добавлением следовых количеств присадки, примеси называются активаторы. (В редких случаях вывихи или другой кристаллические дефекты может играть роль примеси.) Длина волны, излучаемой центром излучения, зависит от самого атома, его электронная конфигурация, и на окружающую кристаллическую структуру.

Активаторы продлевают время свечения (послесвечение). В свою очередь, другие материалы (например, никель ) может использоваться для гашения послесвечения и сокращения части затухания характеристик излучения люминофора.

Электронная конфигурация активатора зависит от его степень окисления и имеет решающее значение для излучения света. Окисление активатора - один из распространенных механизмов деградации люминофора. Распределение активатора в кристалле также имеет большое значение. Распространение Количество ионов может вызвать истощение кристалла активаторами, что приведет к потере эффективности. Это еще один механизм деградации люминофора.

Процесс сцинтилляции в неорганических материалах происходит из-за электронная зонная структура найдено в кристаллы. Падающая частица может возбудить электрон из валентная полоса либо к зона проводимости или экситон полоса (расположена чуть ниже зоны проводимости и отделена от валентной зоны энергетический разрыв ). Это оставляет связанный дыра сзади, в валентной полосе. Примеси создают электронные уровни в запрещенный пробел. Экситоны слабо связаны электронно-дырочные пары которые блуждают по кристаллическая решетка пока они целиком не будут захвачены примесными центрами. Последние затем быстро снимают возбуждение, испуская сцинтилляционный свет (быстрый компонент). В случае неорганического сцинтилляторы примеси активатора обычно выбираются так, чтобы излучаемый свет находился в видимом диапазоне или ближний УФ куда фотоумножители эффективны. Дырки, связанные с электронами в зоне проводимости, не зависят от последней. Эти дырки и электроны последовательно захватываются примесными центрами, возбуждающими определенные метастабильные состояния не доступен для экситонов. Отсроченное девозбуждение этих метастабильных примесных состояний, замедленное из-за маловероятного запретный механизм, снова приводит к излучению света (медленная составляющая).

Активатор является основным фактором, определяющим длину волны излучения люминофора. Однако природа основного кристалла также может в некоторой степени влиять на длину волны.

Одновременно можно использовать больше активаторов.

Типичные примеры активаторов:

• Медь, добавлен в концентрации 5 ppm к активированным медью сульфид цинка, используется в светиться в темноте материалы и зеленый ЭЛТ люминофоры; долгое послесвечение
• Серебро, добавленный к сульфиду цинка для получения люминофора / сцинтиллятора, используемого в радиевые циферблаты, спинтарископы, и как обычный синий люминофор в цветные ЭЛТ, а в сульфид цинка -сульфид кадмия используется как люминофор в черно-белых ЭЛТ (где соотношение ZnS / (Zn, Cd) S определяет баланс синего / желтого цвета в результирующем белом); короткое послесвечение
• Европий (II), добавлен к алюминат стронция, используется в высокоэффективном свечении в темных материалах, очень долгое послесвечение; с другими основными материалами он часто используется как красный излучатель в цветных ЭЛТ и люминесцентные лампы.
• Церий, Добавлено в иттрий-алюминиевый гранат используется в белом светодиоды, возбужденный синим светом и излучающий желтый
• Таллий, используется в йодид натрия и йодид цезия сцинтиллятор кристаллы для обнаружения гамма-излучение и для гамма-спектроскопия

Недавно обнаруженный активатор Самарий (II), добавленный к фториду кальция. Sm (II) - один из немногих материалов, который предлагает эффективные мерцание в красной области спектра, особенно при охлаждении сухим льдом.^[1]

Рекомендации

1. Дикси, Лаура Кэтрин; Эдгар, Эндрю; Бартл, Колин Мюррей (2014). «Фторид кальция, легированный самарием: красный сцинтиллятор и рентгеновский люминофор». Ядерные приборы и методы в физических исследованиях Секция A: ускорители, спектрометры, детекторы и связанное с ними оборудование. 753: 131–137. Дои:10.1016 / j.nima.2014.03.038.