Введение в спектроскопию диэлектриков. Часть II. Вторичные процессы. Васильев А.Н - 99 стр.

UptoLike

Åñëè æå ïîä ñâåò êà âêëþ ÷à åò ñÿ íà ýòà ïå çà òó õà íèÿ ëþ ìè -
íåñ öåí öèè, òî ïðî èñ õî äèò âñïûø êà ñâå ÷å íèÿ êðè ñ òàë ëà. Ýòîò
ñëó ÷àé íà çû âà åò ñÿ èí ô ðàê ðàñ íûì âû ñâå ÷è âà íè åì. Ñêî ðîñòü
âû ñâå ÷è âà íèÿ, ñî ãëàñ íî óðàâ íå íè ÿì (7.5) è (7.7), ïðî ïîð öè -
î íà ëü íà èí òåí ñèâ íî ñòè ïîä ñâåò êè. Ïðè ïî ãëî ùå íèè ÈÊ-ñâå òà
ïðî èñ õî äèò ôî òî èîíè çà öèÿ ëî âó øåê, ïî ý òî ìó êî ýô ôè öè åíò
d
ïðî ïîð öè î íà ëåí ñå ÷å íèþ ôî òî èîíè çà öèè (ñì. §I.9). Ýòîò
ïðî öåññ èìå åò ïî ðî ãî âûé õà ðàê òåð ïî ÷à ñ òî òå ïà äà þ ùå ãî ñâå -
òà. Âå ðî ÿò íîñòü ïî ãëî ùå íèÿ ñâå òà ëî âóø êîé îò ëè÷ íà îò íóëÿ
â îá ëà ñ òè
h E
I
n >
, ãäå
E
I
ïî ðîã ôî òî èîíè çà öèè ëî âóø êè, è
äî âî ëü íî áû ñò ðî íà ÷è íà åò ïà äàòü ïðè
h E
I
n > ¸( )3 4
. Ýíåð ãèÿ
E
I
îò ëè÷ íà îò ýíåð ãèè òåð ìè ÷å ñêîé àê òè âà öèè ëî âóø êè
E
A
è,
ñî ãëàñ íî ïðèí öè ïó Ôðàí êà-Êîí äî íà, áî ëü øå ïî ñëåä íåé
(îáû÷ íî
E E
I A
» ¸( )2 3
). Ýòî ðàç ëè ÷èå óæå îá ñóæ äà ëîñü â
ïà ðàã ðà ôàõ I.13–I.15. Ïî ðî ãî âûé õà ðàê òåð äåé ñò âèÿ èí ô ðàê -
ðàñ íî ãî ñâå òà ïðè âåë ê ñî çäà íèþ ìå òî äà èñ ñëå äî âà íèÿ ñïåê -
òðîâ èí ô ðàê ðàñ íîé ñòè ìó ëÿ öèè. Åñëè ïîä ñâå ÷è âàòü îá ðà çåö
ñâå òîì, ýíåð ãèÿ êâàí òîâ êî òî ðî ãî ðàñ òåò ñî âðå ìå íåì îò äà ëå -
êî ãî ÈÊ äî âè äè ìî ãî ñâå òà, òî â íà ÷à ëü íûé ìî ìåíò áó äóò âû -
ñâî áîæ äà òü ñÿ òî ëü êî ñà ìûå ìåë êèå ëî âóø êè, çà òåì âñå áî ëåå
è áî ëåå ãëó áî êèå. Òåì ñà ìûì ñïåêòð ÈÊ-âû ñâå ÷è âà íèÿ äàåò
èí ôîð ìà öèþ î ðàñ ïðå äå ëå íèè ëî âó øåê ïî ýíåð ãè ÿì èõ îï òè -
÷å ñêîé èîíè çà öèè.
Ýòîò ìå òîä èìå åò òåõ íî ëî ãè ÷å ñêèå ïðè ìå íå íèÿ â ìå òî äå
çà ïî ìè íà þ ùèõ ýê ðà íîâ, êîã äà íà ýê ðàí ìî æåò áûòü íà íå ñå íî
ðåíò ãå íîâ ñêè ìè ëó ÷à ìè ñêðû òîå èçîá ðà æå íèå, à ïî ñëå ýê ñ ïî -
çè öèè îíî ìî æåò áûòü ñ÷è òà íî ñêà íå ðîì ñ ëà çåð íîé èí ô ðàê -
ðàñ íîé èëè êðàñ íîé ïîä ñâåò êîé. Òà êèå çà ïî ìè íà þ ùèå ýê ðà íû
íà îñíî âå BaFCl-Eu èìå þò î÷åíü øè ðî êèé äè íà ìè ÷å ñêèé äèà -
ïà çîí.  îò ëè ÷èå îò ðåíò ãå íîã ðà ôè ÷å ñêèõ ïëå íîê, ýòè ýê ðà íû
ìî ãóò èñ ïî ëü çî âà òü ñÿ ìíî ãî êðàò íî, è ìî ãóò ñó ùå ñò âåí íî ñíè -
çèòü äîçó ðåíò ãå íîâ ñêî ãî îá ëó ÷å íèÿ â ìå äè öèí ñêèõ è òåõ íî -
ëî ãè ÷å ñêèõ ïðè ìå íå íè ÿõ.
7.5 Ìåæçîííîå âîçáóæäåíèå
Ðàñ ñìîò ðåí íàÿ âûøå ìî äåëü êðè ñ òàë ëà, åñ òå ñò âåí íî, íå
ìî æåò ïðå òåí äî âàòü íà îïè ñà íèå âñåõ ÿâ ëå íèé â êðè ñ òàë ëàõ,
èìå þ ùèõ ðàç ëè÷ íûå òèïû ëî âó øåê è ïîä âåð ãà þ ùèõ ñÿ ðàç -
ëè÷ íûì âîç äåé ñò âè ÿì. Âî-ïåð âûõ, â íåé íå ðàñ ñìàò ðè âà þò ñÿ
ïðî öåñ ñû, ñâÿ çàí íûå ñ äûð êà ìè. Îä íà êî èç-çà ñèì ìåò ðèè
ìåæ äó îïè ñà íè åì äû ðî÷ íûõ è ýëåê ò ðîí íûõ ïðî öåñ ñîâ âñþ
ñõå ìó ìîæ íî ïå ðå âåð íóòü, ðàñ ñìàò ðè âàÿ äû ðî÷ íûå ëî âóø êè
99
     Åñëè æå ïîäñâåòêà âêëþ÷àåòñÿ íà ýòàïå çàòóõàíèÿ ëþìè-
íåñöåíöèè, òî ïðîèñõîäèò âñïûøêà ñâå÷åíèÿ êðèñòàëëà. Ýòîò
ñëó÷àé íàçûâàåòñÿ èíôðàêðàñíûì âûñâå÷èâàíèåì. Ñêîðîñòü
âûñâå÷èâàíèÿ, ñîãëàñíî óðàâíåíèÿì (7.5) è (7.7), ïðîïîðöè-
îíàëüíà èíòåíñèâíîñòè ïîäñâåòêè. Ïðè ïîãëîùåíèè ÈÊ-ñâåòà
ïðîèñõîäèò ôîòîèîíèçàöèÿ ëîâóøåê, ïîýòîìó êîýôôèöèåíò d
ïðîïîðöèîíàëåí ñå÷åíèþ ôîòîèîíèçàöèè (ñì. §I.9). Ýòîò
ïðîöåññ èìååò ïîðîãîâûé õàðàêòåð ïî ÷àñòîòå ïàäàþùåãî ñâå-
òà. Âåðîÿòíîñòü ïîãëîùåíèÿ ñâåòà ëîâóøêîé îòëè÷íà îò íóëÿ
â îáëàñòè hn > E I , ãäå E I — ïîðîã ôîòîèîíèçàöèè ëîâóøêè, è
äîâîëüíî áûñòðî íà÷èíàåò ïàäàòü ïðè hn > (3 ¸ 4) E I . Ýíåðãèÿ
E I îòëè÷íà îò ýíåðãèè òåðìè÷åñêîé àêòèâàöèè ëîâóøêè E A è,
ñîãëàñíî ïðèíöèïó Ôðàíêà-Êîíäîíà, áîëüøå ïîñëåäíåé
(îáû÷íî E I » (2 ¸ 3) E A ). Ýòî ðàçëè÷èå óæå îáñóæäàëîñü â
ïàðàãðàôàõ I.13–I.15. Ïîðîãîâûé õàðàêòåð äåéñòâèÿ èíôðàê-
ðàñíîãî ñâåòà ïðèâåë ê ñîçäàíèþ ìåòîäà èññëåäîâàíèÿ ñïåê-
òðîâ èíôðàêðàñíîé ñòèìóëÿöèè. Åñëè ïîäñâå÷èâàòü îáðàçåö
ñâåòîì, ýíåðãèÿ êâàíòîâ êîòîðîãî ðàñòåò ñî âðåìåíåì îò äàëå-
êîãî ÈÊ äî âèäèìîãî ñâåòà, òî â íà÷àëüíûé ìîìåíò áóäóò âû-
ñâîáîæäàòüñÿ òîëüêî ñàìûå ìåëêèå ëîâóøêè, çàòåì âñå áîëåå
è áîëåå ãëóáîêèå. Òåì ñàìûì ñïåêòð ÈÊ-âûñâå÷èâàíèÿ äàåò
èíôîðìàöèþ î ðàñïðåäåëåíèè ëîâóøåê ïî ýíåðãèÿì èõ îïòè-
÷åñêîé èîíèçàöèè.
     Ýòîò ìåòîä èìååò òåõíîëîãè÷åñêèå ïðèìåíåíèÿ â ìåòîäå
çàïîìèíàþùèõ ýêðàíîâ, êîãäà íà ýêðàí ìîæåò áûòü íàíåñåíî
ðåíòãåíîâñêèìè ëó÷àìè ñêðûòîå èçîáðàæåíèå, à ïîñëå ýêñïî-
çèöèè îíî ìîæåò áûòü ñ÷èòàíî ñêàíåðîì ñ ëàçåðíîé èíôðàê-
ðàñíîé èëè êðàñíîé ïîäñâåòêîé. Òàêèå çàïîìèíàþùèå ýêðàíû
íà îñíîâå BaFCl-Eu èìåþò î÷åíü øèðîêèé äèíàìè÷åñêèé äèà-
ïàçîí.  îòëè÷èå îò ðåíòãåíîãðàôè÷åñêèõ ïëåíîê, ýòè ýêðàíû
ìîãóò èñïîëüçîâàòüñÿ ìíîãîêðàòíî, è ìîãóò ñóùåñòâåííî ñíè-
çèòü äîçó ðåíòãåíîâñêîãî îáëó÷åíèÿ â ìåäèöèíñêèõ è òåõíî-
ëîãè÷åñêèõ ïðèìåíåíèÿõ.

7.5    Ìåæçîííîå âîçáóæäåíèå
    Ðàññìîòðåííàÿ âûøå ìîäåëü êðèñòàëëà, åñòåñòâåííî, íå
ìîæåò ïðåòåíäîâàòü íà îïèñàíèå âñåõ ÿâëåíèé â êðèñòàëëàõ,
èìåþùèõ ðàçëè÷íûå òèïû ëîâóøåê è ïîäâåðãàþùèõñÿ ðàç-
ëè÷íûì âîçäåéñòâèÿì. Âî-ïåðâûõ, â íåé íå ðàññìàòðèâàþòñÿ
ïðîöåññû, ñâÿçàííûå ñ äûðêàìè. Îäíàêî èç-çà ñèììåòðèè
ìåæäó îïèñàíèåì äûðî÷íûõ è ýëåêòðîííûõ ïðîöåññîâ âñþ
ñõåìó ìîæíî ïåðåâåðíóòü, ðàññìàòðèâàÿ äûðî÷íûå ëîâóøêè
                             99