Показать сообщение отдельно
Старый 30.07.2011, 14:57   #6
DmitriyZ
Высший разум
 
Регистрация: 23.01.2011
Адрес: Владивосток
Сообщений: 1,410
Вес репутации: 200
DmitriyZ Его знают всеDmitriyZ Его знают всеDmitriyZ Его знают всеDmitriyZ Его знают всеDmitriyZ Его знают всеDmitriyZ Его знают всеDmitriyZ Его знают всеDmitriyZ Его знают всеDmitriyZ Его знают все
По умолчанию Ответ: FAQ по светодиодам, осветительным приборам и светодиодному освещению

Сцинтилляторы. Сцинтилляция
Сцинтилля́торы — вещества, обладающие способностью излучать свет при поглощении ионизирующего излучения (гамма-квантов, электронов, альфа-частиц и т. д.). Как правило, излучаемое количество фотонов для данного типа излучения приближённо пропорционально поглощённой энергии, что позволяет получать энергетические спектры излучения.

Основными характеристиками сцинтилляторов являются: спектр испускаемых определяемый вероятностью испускания фотонов данной длины волны; световой выход – отношение среднего числа фотонов одной сцинтилляции к энергии, затраченной частицей на торможение (количество фотонов, излучаемых сцинтиллятором при поглощении определённого количества энергии (обычно 1 МэВ). Большим световым выходом считается величина 50—70 тыс. фотонов на МэВ.); энергетический выход – отношение суммарной энергии фотонов одной сцинтилляции к энергии, затраченной частицей на торможение; время высвечивания – время, в течение которого интенсивность отдельной сцинтилляции уменьшается в е раз; квенчинг-фактор отношение световыхода данного типа частиц к световыходу гамма-квантов с равной энергией называется квенчинг-фактором (от англ. quenching — «тушение») (частицы разной природы, но с одинаковой энергией при поглощении в сцинтилляторе дают, вообще говоря, различный световыход: частицы с высокой плотностью ионизации (протоны, альфа-частицы, тяжёлые ионы, осколки деления) дают в большинстве сцинтилляторов меньшее количество фотонов, чем гамма-кванты, бета-частицы, мюоны или рентген; квенчинг-фактор электронов (бета-частиц) обычно близок к единице; квенчинг-фактор для альфа-частиц называют α/β-отношением, для многих органических сцинтилляторов он близок к 0,1). Все характеристики сцинтилляторов зависят от их химического состава, размеров и степени чистоты.

В качестве сцинтилляторов используются различные вещества (твёрдые, жидкие, газообразные). Сцинтиллятор может быть органическим (кристаллы, пластики или жидкости) или неорганическим (кристаллы или стекла). Используются также газообразные сцинтилляторы. В светодиодах используются неорганические сцинтилляторы (в частности, YAG), они и будут рассмотрены подробнее.

Неорганические сцинтилляторы представляют собой кристаллы неорганических солей. Практическое применение в сцинтилляционной технике имеют главным образом галоидные соединения некоторых щелочных металлов. Для увеличения светового выхода таких сцинтилляторов вводятся специальные примеси других элементов, называемых активаторами (например, таллий).

Процесс возникновения сцинтилляций можно представить при помощи зонной теории твердого тела. В отдельном атоме, не взаимодействующем с другими, электроны находятся на вполне определенных дискретных энергетических уровнях. В твердом теле атомы находятся на близких расстояниях, и их взаимодействие достаточно сильно. Благодаря этому взаимодействию уровни внешних электронных оболочек расщепляются и образуют зоны, отделенные друг от друга запрещенными зонами. Самой внешней разрешенной зоной, заполненной электронами, является валентная зона. Выше ее располагается свободная зона - зона проводимости. Между валентной зоной и зоной проводимости находится запрещенная зона, энергетическая ширина которой составляет несколько эВ.

Если в кристалле имеются какие либо дефекты, нарушения решетки или примесные атомы, то в этом случае возможно появление энергетических электронных уровней, расположенных в запрещенной зоне. При внешнем воздействии, например при прохождении через кристалл быстрой заряженной частицы, электроны могут переходить из валентной зоны в зону проводимости. В валентной зоне останутся свободные места, обладающие свойствами положительно заряженных частиц с единичным зарядом и называемые дырками.

Описанный процесс и является процессом возбуждения кристалла. Возбуждение снимается путем обратного перехода электронов из зоны проводимости в валентную зону, происходит рекомендация электронов и дырок. Во многих кристаллах переход электрона из зоны проводимости в валентную происходит через промежуточные люминесцентные центры, уровни которых находятся в запрещенной зоне. Указанные центры обусловливаются наличием в кристалле дефектов или примесных атомов. При переходе электронов в две стадии испускаются фотоны с энергией, меньшей ширины запрещенной зоны. Для таких фотонов вероятность поглощения в самом кристалле мала и поэтому световой выход для него много больше, чем для чистого, беспримесного кристалла.
DmitriyZ вне форума   Ответить с цитированием