Doba rozpadu luminiscence

Doba doznívání luminiscence (též doba dosvitu ) - parametr luminiscence , definovaný jako doba, za kterou se intenzita luminiscenční záře po odstranění excitace luminiscence sníží e krát.

Doba rozpadu luminiscence se může pohybovat od zlomků nanosekundy (u povolených přechodů ) až po mnoho hodin (u vícenásobných zakázaných přechodů , tzv. kvazistacionárních stavů).

Povaha luminiscence a faktory ovlivňující dobu záře

Doba rozpadu luminiscence v dané luminiscenční látce závisí na době života kvantově mechanického stavu, ve kterém je uložena excitační energie, na procesech energetické relaxace a na vnějších podmínkách (teplota, tlak, koncentrace luminiscenčních atomů a molekul, koncentrace „zhášení“ atomů a molekul atd.). n. ).

Po vybuzení nestacionárního kvantově mechanického stavu je možný přechod tohoto stavu do stabilního, stacionárního stavu (stav s nejnižší energií), někdy se takový přechod nazývá „rozpad stavu“ nebo „rozpad hladiny“, obojí s a bez emise luminiscenčních fotonů, přičemž energie excitovaného stavu se převádí na energie jiných excitovaných stavů nebo se přeměňuje na tepelnou energii. Přechod do nejnižšího energetického stavu s emisí fotonů se nazývá „radiační přechod“ a přechod bez emise fotonů se nazývá „nezářivý přechod“. V běžných luminiscenčních látkách se část přechodové energie vždy i při radiačních přechodech přemění na teplo (relaxační přechod) nebo se přenese do excitovaných stavů s nižší energií. Stav se rozpadá do stavů s nižší energií, relaxační přechody a radiační přechody nastávají s různou pravděpodobností. Také životnost určitého excitovaného stavu závisí na typu rozpadu.

V mnoha případech je luminiscence látky určena souborem několika typů excitovaných stavů, z nichž každý je charakterizován svou vlastní dobou záře a intenzitou luminiscence.

Vnější podmínky mohou změnit pravděpodobnost nezářivých přechodů a tím i životnost excitované hladiny odpovědné za luminiscenci. Jak se zvyšuje relativní pravděpodobnost poklesu hladiny neradiačním přechodem, snižuje se životnost hladiny a v souladu s tím se snižuje doba emise (stejně jako kvantový výtěžek luminiscence ). Zvýšení teploty a tlaku zpravidla vede ke zvýšení pravděpodobnosti nezářivých přechodů, protože se zvyšuje frekvence molekulárních srážek.

Studium kinetiky rozpadu luminiscence v látce je experimentální metoda, která umožňuje studovat různé fyzikální, chemické a biologické procesy.

V technických aplikacích luminiscence je doba svitu zásadní pro správný návrh časových charakteristik zařízení.

Pro scintilační detektory ionizujícího záření a obrazovky katodových zařízení s vysokou odezvou jsou tedy nezbytné "rychlé" fosfory s krátkou dobou dosvitu. Naopak v některých případech jsou potřeba "pomalé" fosfory s dlouhou dobou doznívání luminiscence (například pro svítící luminiscenční barvy ) nebo luminiscenční stínítka s dlouhým dosvitem trubic osciloskopu a katodové radarové monitory .

Kinetika luminiscence

Za předpokladu, že k excitaci luminiscence dojde okamžitě v čase t = 0 , lze intenzitu luminiscence fosforu s dobou doznívání luminiscence τ zapsat jako:

I=Ae^{-t/\tau },

kde A je konstanta charakterizující intenzitu luminiscence,

\tau

- doba svícení.

V mnoha případech je excitační energie uložena v několika stavech luminiscenční úrovně (a s různou účinností). Pokud tyto stavy mají různé doby záře τ i a různé intenzity, pak kinetika záře je popsána vzorcem: $A_{i},$

I=\sum _{i}A_{i}e^{-t/\tau _{i)),

kde konstanty A i a charakterizují relativní příspěvek každé ze složek. $\tau _{i}$

Literatura

Sviridenkov E.G. Doba rozpadu luminiscence // Fyzická encyklopedie : [v 5 svazcích] / Kap. vyd. A. M. Prochorov . - M . : Soviet Encyclopedia , 1988. - T. 1: Aharonov - Bohmův efekt - Dlouhé čáry. — 707 s. — 100 000 výtisků.
Fok MV Úvod do kinetiky luminiscence krystalových fosforů. M. : Nauka, 1964. 284 s.