1 / 31

Luminescencja w materiałach nieorganicznych Wykład monograficzny AJ Wojtowicz

Luminescencja w materiałach nieorganicznych Wykład monograficzny AJ Wojtowicz Instytut Fizyki UMK Zakład Optoelektroniki. Wykład 4 PLAN

hong
Download Presentation

Luminescencja w materiałach nieorganicznych Wykład monograficzny AJ Wojtowicz

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Luminescencja w materiałach nieorganicznych Wykład monograficzny AJ Wojtowicz Instytut Fizyki UMKZakład Optoelektroniki Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny

  2. Wykład 4 PLAN Linia zero-fononowa i przejścia wibronowe kształt pasm: liczba i energia fononów oscylacji sprzężonych z przejściem elektronowym, wielkość stałej sprzężenia (Huanga – Rhysa),przesunięcie Stokesa Emisja (luminescencja) – promienisty czas życia Emisja ekscytonowa w halidkach metali alkalicznych i ziem alkalicznych, BaF2 i BaF2:Ce Luminescencja w materiałach aktywowanych jonami ziem rzadkich, Gd3+ Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny

  3. Diagram konfiguracyjny Widma absorpcji (wzbudzenia) i emisji Linia zero-fononowaprzejście elektronowe Przejścia wibronowe(wibracyjne i elektronowe) tzw. powtórzenia fononowe Przesunięcie Stokesa Blasse, Grabmaier, rys. 3.1 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny

  4. Widma absorpcji (wzbudzenia) i emisji Różnica położeń maksimów; przesunięcie Stokesa – 2Sħω Blasse, Grabmaier, rys. 3.2 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny

  5. S – stała sprzężenia Huanga – Rhysaħω – kwant energii oscylacji (fonon) sprzężonej z przejściem elektronowym w aktywatorze S ≤ 1 słabe sprzężenie1 ≤ S ≤ 5 pośrednie sprzężenieS > 5 silne sprzężenie Kształt widm; ile i jakich drgań matrycy jest sprzężonych z przejściem elektronowym; widoczne lub rozmyte powtórzenia fononowe Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny

  6. Kształt widma; natężenie linii n – fononowej bo: Dla małych S krzywa asymetryczna (Pekariańska); dla dużych S otrzymujemy krzywą Gaussa Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny

  7. Emisja Te4+ w Cs2SnCl6 Przesunięcie Stokesa ok. 7000 cm-1, wyróżniony mod ω2 240 cm-1, silne sprzężenie S > 10 Blasse, Grabmaier, rys. 3.3 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny

  8. Te4+ w Cs2SnCl6 Mod oscylacji ω2240 cm-1, mod tetragonalny Blasse, Grabmaier, rys. 3.4 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny

  9. S < 1 Wielkość stałej S, a kształt widm a) Gd3+ w GdAl3B4O12 b) Kompleks UO2 c) Centrum barwne F S ~ 2 S > 5 Blasse, Grabmaier, rys. 3.5 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny

  10. Natężenie przejściaDla absorpcji wsp. absorpcjiDla emisji, promienisty czas życia Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny

  11. Natężenie przejściaDla absorpcji wsp. absorpcjiDla emisji, promienisty czas życia τR – 10-7 – 10-8 s, przejście dozwolone10-3 s, przejście wzbronione Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny

  12. Promienisty czas życia klasyczny oscylator siła oscylatora zależność czasu życia od długości fali wyemitowanego światła Kwantowo: reguły wyboru(elektronowy element macierzowy) Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny

  13. Feynman, t. II cz. 2, rozdz. 32-2. Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny

  14. Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny

  15. Scyntylatory z aktywatorem CeLSO, LYSO, LuAP, LuYAP Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny

  16. Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny

  17. Emisja ekscytonowa w halidkach metali alkalicznych (KCl, NaI, NaCl) i ziem alkalicznych (BaF2, CaF2) Ekscyton Frenkla na anionie zdelokalizowane wzbudzenie elektronowe Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny

  18. Od absorpcji do emisji; ekscytony w halidkach metali alkalicznych i ziem alkalicznych Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny

  19. Od absorpcji do emisji; ekscytony w halidkach metali alkalicznych i ziem alkalicznych Absorpcja – ekscyton Frenkla na anionie Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny

  20. Od absorpcji do emisji; ekscytony w halidkach metali alkalicznych i ziem alkalicznych Absorpcja – ekscyton Frenkla na anionie RELAKSACJA: Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny

  21. Od absorpcji do emisji; ekscytony w halidkach metali alkalicznych i ziem alkalicznych Absorpcja – ekscyton Frenkla na anionie RELAKSACJA: Centrum Vk + elektron pasmowy (dziura zlokalizowana pomiędzy dwoma anionami, elektron związany na orbicie bohrowskiej) Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny

  22. Od absorpcji do emisji; ekscytony w halidkach metali alkalicznych i ziem alkalicznych Absorpcja – ekscyton Frenkla na anionie RELAKSACJA: Centrum Vk + elektron pasmowy (dziura zlokalizowana pomiędzy dwoma anionami, elektron związany na orbicie bohrowskiej) Centrum H + centrum F = STE (self – trapped exciton) Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny

  23. Od absorpcji do emisji; ekscytony w halidkach metali alkalicznych i ziem alkalicznych Absorpcja – ekscyton Frenkla na anionie RELAKSACJA: Centrum Vk + elektron pasmowy (dziura zlokalizowana pomiędzy dwoma anionami, elektron związany na orbicie bohrowskiej) Centrum H + centrum F = STE (self – trapped exciton) DYFUZJA lub REKOMBINACJAtworzenie defektów bądź emisja światła Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny

  24. Od absorpcji do emisji; ekscytony w halidkach metali alkalicznych i ziem alkalicznych a) stan podstawowy ??? a’) ekscyton Frenkla (Cl 0 + K 0) b) (Vk + e) c) (H + F) Blasse, Grabmaier, rys. 3.7 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny

  25. BaF2:niedomieszkowany, luminescencja Emisja STE i cross-over (CO, CVL – cross valence luminescence) Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny

  26. Widma radioluminescencjiRT BaF2:Ce i BaF2 nie- domieszkowany Zwróć uwagę: STE 300 nm Ce powyżej 300 nm absorpcja Ce 290 nm Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny

  27. LUMINESCENCJA MATERIAŁÓW AKTYWOWANYCH JONAMI ZIEM RZADKICH Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny

  28. Jony ziem rzadkich: Gd3+ 8S7/2 stan podstawowy, niezdegenerowany Stany (multiplety) wzbudzone: 6P, 6I, 6D, 6G oddziaływanie spin – orbita: liczba Jpole krystaliczne; dublety Kramersa Liczba kwantowa pola krystalicznego(crystal field quantum number) – liczba pomocnicza, np. dla J = 7/2, Jcryst = 7/2, 5/2, 3/2, 1/2 tzn. maksymalne rozszczepienie polem krystalicznym na 4 składowe (dublety Kramersa; ew. pole magnetyczne) Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny

  29. Jony ziem rzadkich: Gd3+ w GdAl3B4O12 8S7/2 stan podstawowy, niezdegenerowany stan wzbudzony: najniższy z poziomów 6P7/2pojedyncza linia? 0 2000 4000 6000 cm-1 1350 cm-1 przejście wibronowe, drgania grupy borowej Blasse, Grabmaier, rys. 3.5 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny

  30. Jony ziem rzadkich: Gd3+, pojedyncza linia? LuTaO4:Gd, RT 6P7/2 6P5/2 przejścia z termicznie aktywowanych poziomów krystalicznych i wyższej składowej multipletu Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny Blasse, Grabmaier, rys. 3.8

  31. Jony ziem rzadkich: Gd3+, pojedyncza linia? LaF3:Gd 6IJ 6PJ 6DJ 6GJ przejścia emisyjne w Gd3+ wzbudzone promieniami X. Szerokie pasmo to emisja STE w LaF3 Blasse, Grabmaier, rys. 3.9 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny

More Related