Способ элементного анализа центров люминесценции в конденсированных средах

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ Н АВТО ивер -нт изме 2-151,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(71) Киевский государственный уситет им.Т.Г.Шевченко и Украинссельскохозяйственная академия(56) Марфунин А.С. Спектроскопилюминесценция и радиационные цеминералах. М,: Недра, 1975.Борбат А,М. и др. Оптическиерения, Киев: Техника, 1967, с.1 54) СПОСОБ ЭЛЕМЕНТНОГО АНАЛИЗА ЦЕНТОВ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ В КОНДЕНСИРОВАННЫХ(57) Изобретение относится к спектроскопии. Целью изобретения являетсярасширение области применения, увеличение числа определяемых элементов,повышение производительности и установление типа рекомбинационного процесеа. По совпадению длины волны рентгеновского излучения с однимиз краеврентгеновского поглощенияэлементасудят о природе химического элемента,входящего в,состав центра люминесцен1 13Изобретение относится к спектроскопии, а именна к качественному спектральному анализу и может быть использовано для элементного анализа центров люминесценции при синтезе новых кристаллофосфоров, для контроля)чистоты материалов лазерной техники и выбора оптимальных режимов техноло.гических процессов их производства, в минералогии, в научных исследованиях по оптике твердого тела и т.д,Цель изобретения - расширение области применения способа, увеличение числа определяемых элементов, повышение его производительности и установление типа излучательной рекомбинации.Сущность изобретения заключаетсяв том, что для возбуждения люминесценции вместо оптического излучения,способного вызывать переходы тольковалентных электронов ионов примесей,используется монохроматическое излучение из рентгеновской области спектра, включающий К, Ь, М края поглощения различных химических элементов,причем источник рентгеновского излучения в указанной области обладаетсплошным бесструктуркым спектром.Спектральное положение краев рентгеновского поглощения химических элементов определяется только их порядковыми номерами. Смещение краев рентгеновского поглощения, обусловленноевлиянием среды и различными зарядовыми состояниями иона, существенноменьше, чем спектральное расстояниемежду одноименными краями поглощениядля двух соседних в периодическойсистеме элементов. Направление скачка интенсивности люминесценции в выделенной оптической области спектрапозволяет определить тип рекомбинационного процесса, а именно при переходе за край рентгеновского поглощения электронному типу рекомбинациисоответствует скачок интенсивностиоптической люминесценции вверх, адырочному - скачок вниз,П р и м е р. Для реализации способа использовались кристаллы иттрийалюминиевого граната, У А 10 г, легированные неодимом (ИАГ:Ы ),Исследовалась интенсивность рентгенолюминесценции (РЛ) ИЙ при возбуждении монохроматизировакным рентгеновским излучением из области, содержащей Ь край поглощения Нй1,н.).=где 1)1 - полное число рентгеновскихквантов, поглощенных в материале;р и,к, - массовые коэффициентыпоглощения примеси иматрицы,А, и - относительная атомная 20масса и концентрация примеси (1 И) соответственно,М, и - относительная молекулярная масса и концентрация молекул матрицы (УА 10,г) 25 соответственно.Переразрядка центров свечения происходит ке только за счет их фотопоглощекия первичного рентгеновского излучения, ко и вследствие поглощения вторичного флуоресцентного излучения, иокизации быстрыми электронами отдачи, а также путем захвата тепловых электроноВ и дырок; эта связанная с матрицей часть возбуждения (а) также пропорциональна количеству поглощенкых рентгеновских квантов(2). Полная интенсивность рентгенолюминесценцин (РЛ) исследуемых центров свечения 40 х " и+я =м(р+ ) (3)Р Апи - г ) - РМп,45где знаки + и )-" относятся соответственно к электронному и дырочномутипам рекомбинации.Параметр Ы; учитывающий вторичные механизмы возбуждения центровсвечения, плавно зависит от энергиипадающих рентгенов.ких квантов, еслив выбранном интервале длин волн не .находятся края поглощения элементов,входящих в химическую формулу матри 55При расчетах использовались наи 31более интенсивные, пинии РЛ Ий в ви.димой области спектра Р =395, 400,435, 462, 488, 525, 529 нм). 26963 2=1,997 А) при температуре 293 К. Толщина образцов ИАГ:Бд выбиралась израсчета полного поглощения рентгеновского излучения и составляла 2 мм.5При полном поглощении рентгеновского излучения в образце число поглощенных примесными атомами первйчных рентгеновских квантов равно=1,38,(4) 10 15 20 Составитель Н.ЗоровТехред И.Попович Корректор В.Бутяга Редактор Н.Киштулинец Заказ 3274/38 Тираж 776 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб;, д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4 Усредненная по указанным длинамволн относительная величина скачкаинтенсивности рентгенолюминесценциипри переходе через Ь край поглощения5неодима составляет где 1 - интенсивность РЛ при длиневолны рентгеновского возбуждения перед Ь краем поглоощения неодима, 1, =2,29 А;1 - интенсивность РЛ при длинеЕволны рентгеновского излучения за Ь краем Ы, 3 = =1,94 А.Увеличение интенсивности рентгенолюминесценции ИЙ при переходе за его Ь край поглощения свидетельствует об электронном характере рекомбинации,Формула изобретения 25 Способ элементного анализа центров люминесценции в конденсированных средах, заключающийся в том, что на исследуемую среду направляют пучок монохроматического излучения, длину волны которого последовательно изменяют, и измеряют интенсивность люминесценции в выделенной оптической области спектра для каждого значениядлины волны возбуждающего излучения,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью расширения области применения, увеличивая числа определяемыхэлементов, повышения производительности и установления типа рекомбинационного процесса, используют длявозбуждения люминесценции рентгеновское излучение из области спектра,соответствующей К, Ь, М краям поглощения химических элементов определяют значение длины волны рентгеновского излучения, при которой происходитскачок интенсивности люминесценциив выделенной оптической области спектра, устанавливают направление скачка,сопоставляют значение длины волны сизвестными значениями длин волн К,Ь, М краев рентгеновского поглощенияхимических элементов и по совпадению длины волны рентгеновского излучения,при которой происходит скачок интЕнсивности люминесценции в выделеннойоптической области спектра, с однимиз значений длин волн краев рентгеновского поглощения химических элементов судят о природе химическогоэлемента, входящего в состав централюминесценции, а по направлению скачка интенсивности оптической люминесценции определяют тип рекомбинационного процесса,