Fotofosfory

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 28. září 2017; kontroly vyžadují 29 úprav .

Fotoluminofory  jsou skupinou luminoforů , které při vystavení světlu luminiscují . Ukládají akumulovanou světelnou energii a odevzdávají ji jak přímo v okamžiku vybuzení , tak formou dosvitu libovolného trvání po ukončení buzení ve viditelném, ultrafialovém a/nebo infračerveném spektru . Tato třída fosforů zahrnuje velmi široký seznam sloučenin. Existují jak přírodní fotoluminofory, tak uměle syntetizované.

Mezi přírodní fotoluminofory patří kategorie minerálů , které by při svém vzniku mohly podléhat zvláštním změnám spojeným s teplotním režimem, přítomností určitého složení nečistot, tlakem , minerály , které mají fluorescenci (září viditelná ve tmě), např. wurtzit - ZnS , některé smíšené odrůdy barytu a kalcitu . Tato kategorie minerálů je velmi vzácná a cenná.

Umělé fotoluminofory zahrnují syntetizované sloučeniny se zlepšenými charakteristikami dosvitu a vlastnostmi daleko lepšími než přírodní minerály . Patří sem sulfidy a selenidy prvků druhé skupiny periodické tabulky , zejména selenid hořečnatý MgSe , vápník CaSe , stroncium SrSe , baryum BaSe , zinek ZnSe . Mezi fotoluminofory patří také nitridy boru a některé oxidové sloučeniny kovů druhé skupiny . Poměrně nedávno syntetizované kompozice se také označují jako umělé fotoluminofory. Tyto sloučeniny jsou vzorcem a strukturními analogy přírodního minerálu spinel  - MgAl 2 O 4 .

Základní informace

Fotoluminofory jsou v naprosté většině uměle syntetizované vícesložkové směsi anorganických sloučenin . Směs se skládá z:

Podle hlavní složky lze podmíněně rozlišit několik skupin:

Všechny skupiny fotoluminoforů se liší nejen chemickým složením, ale také fyzikálními vlastnostmi, které jsou různým složením vlastní, stejně jako způsoby syntézy , zpracování a aplikace takových kompozic v praxi.

Při excitaci fosforu světlem může být energie absorbována jak na úrovni aktivátoru, tak na úrovni základní látky.

Absorpce světelné energie na úrovni aktivátoru je doprovázena přechodem elektronu ze základní úrovně aktivátoru do excitované a k emisi světla dochází při zpětném pohybu elektronu . Dochází k fluorescenčnímu jevu. Elektrony vyvržené excitujícím světlem mohou přejít do vodivostního pásma a být lokalizovány v pastích. Elektrony mohou být uvolněny z pastí pouze tehdy, pokud jim bude poskytnuto požadované množství energie. V tomto případě elektrony buď projdou do aktivační zóny a rekombinují se s luminiscenčními centry, nebo budou znovu zachyceny pastmi. V tomto případě dochází k jevu fosforescence (dlouhodobé záře) [2] .

Když je světlo absorbováno na úrovni základní látky, přecházejí elektrony do vodivostního pásu z valenčního pásu . Ve valenčním pásu jsou vytvořeny otvory, které procházejí a mohou být lokalizovány v aktivátorovém pásu. Kromě tvorby párů elektron-díra mohou v mřížce vznikat excitony (kvazičástice, což jsou elektronová excitace v krystalu), které jsou schopny ionizovat luminiscenční centra. Dochází k jevu luminiscence [2] .

Aplikace

Rozsah fotoluminoforů je poměrně široký. Při výrobě zářivek se používají úzkopásmové fosfory aktivované vzácnými zeminami . Perspektiva použití těchto luminoforů je dána možností současného zvýšení světelného výkonu a indexu podání barev zářivek. To pomáhá dosáhnout výrazných úspor nákladů na osvětlení [3] [4] .

Fotoluminofory našly uplatnění v evakuačních systémech, protože na rozdíl od elektrických evakuačních systémů nespotřebovávají energii, nevyžadují provozní náklady a umožňují rozšířené značení na těžko dostupných místech.

Pro optimalizaci vyhledávacích prací se navrhuje použití alternativních zdrojů světelné energie - dlouhotrvajících dosvitových fosforů (LDP). Fosfory lze na oděvy aplikovat ve formě vložek. Fosfory lze také použít k označení obětí.

LDP se používají ve výrobcích ve dvou hlavních typech:

  1. Verze barvy a laku se vyznačuje vysokým jasem záře, ekonomickou spotřebou fosforu, vysokou životností a odolností vůči vnějším vlivům. Nanáší se na výrobek na horní část reflexní vrstvy (bílý základní nátěr) a navrch je pokryta ochrannou vrstvou. Mezi nevýhody patří nízká hydrolytická stabilita, zejména při vystavení slunečnímu záření.
  2. Monolitická verze je produkt vyrobený z materiálu s nízkou optickou absorpcí .

Hlinitan strontnatý ve formě tenkovrstvého světelného zdroje se používá v evakuačních značkách a požárně bezpečnostních značkách [5]

Poznámky

Techniky

  1. Recepty skutečných lehkých sloučenin alkalických zemin na čisté sulfidy - Moje soubory - Recepty na fosfor v akci - Chemické světlo . Získáno 5. října 2010. Archivováno z originálu 1. února 2011.
  2. Receptura a technologie výroby a zpracování lehkých kompozic alkalických zemin připravených z uhličitanů. Primární základní barvy. - Moje soubory - Aktivní recepty... . Datum přístupu: 17. října 2010. Archivováno z originálu 31. ledna 2011.
  3. Aktuální receptury fosforu - Chemické světlo . Získáno 17. října 2010. Archivováno z originálu 2. února 2011.

Literatura

  1. Rong-Jun Xie, Naoto Hirosaki. Oxynitridové a nitridové fosfory na bázi křemíku pro bílé LED – přehled  // Science and Technology of Advanced Materials. — 2007-01. - T. 8 , ne. 7-8 . — S. 588–600 . — ISSN 1878-5514 1468-6996, 1878-5514 . - doi : 10.1016/j.stam.2007.08.005 .
  2. ↑ 1 2 Kazankin O.F., Markovsky L.Ya., Mironov I.A., Pekerman F.M., Petoshina L.N. anorganické fosfory. - Leningrad, 1975.
  3. Bystrov Yu. A., Litvak I. I., Persianov G. M. Elektronická zařízení pro zobrazování informací. - Moskva, 1985.
  4. Revoluce v lampách: kronika 50 let pokroku . — 2. vyd. - Lilburn, GA: Fairmont Press, 2001. - 1 online zdroj (xxiv, 288 stran) str. - ISBN 0-88173-378-4 , 978-0-88173-378-5, 978-1-003-15098-5, 1-003-15098-5.
  5. Abovyan M. Yu., Mikael Yu., Bolshukhin V. A., Buinovsky A. S. Funkční oxidové materiály na bázi kovů vzácných a vzácných zemin. — Tomsk, 2005.