В полосах краевой люминесценции
полупроводниковых кристаллов при комнатной температуре наблюдаются хорошо
разрешаемые узкие полосы, обусловленные суперпозицией полос излучения экситонов,
донорных и акцепторных центров и фононных повторений со стоксовыми и
антистоксовыми компонентами. 
Рис.5 Спектр внутрицентровой люминесценции алмазов трех типов. 1 – экспозиция 60 мс, 2 – экспозиция 1 мкс
В ближнем послесвечении тонкая структура наблюдается и в полосах внутрицентровой люминесценции (рис.5).
Диапазон чувствительности к содержанию ЦЛ. Следует отметить, что современные методы контроля чистоты вещества обеспечивают надежное определение примесей на уровне выше 10-5 атом.%. При исследовании высокочистых веществ, в которых содержание примесей не превышает 10-7 атом.%, проявляется яркая внутрицентровая люминесценция примесного иона Cr3+. В других веществах высокой чистоты проявляется яркое свечение примесных ионов Mn2+, Nd3+, Dy3+ и др. и собственных дефектов, не приведенных в сертификатах. Таким образом, нижний порог чувствительности импульсной катодолюминесценции к содержанию ряда примесей и собственных дефектов лежит ниже 10-7 атом.% (<1016 см-3).
При исследовании природных минералов, в частности, корундов и александритов, обнаружена достаточно яркая внутрицентровая люминесценция при содержании примесных ЦЛ более 5 атом.% (>1021 см-3). Эти минералы также не люминесцируют при других способах возбуждения. При возбуждении мощным импульсным электронным пучком с ростом содержания примесей в веществе в спектре люминесценции наблюдается усиление полос взаимодействующих между собой центров, например, Cr-Cr –пары, которые проявляются в виде широких структурированных полос. Элементарные центры проявляются в виде собственных полос излучения на фоне этих широких полос [34-35]. Таким образом, верхний порог чувствительности импульсной катодолюминесценции к ряду примесных ЦЛ лежит выше 1021 см-3.
Именно эти отличительные признаки делают импульсную катодолюминесценцию наиболее перспективной для люминесцентного анализа вещества, так как это излучение несет обширную информацию о составе и структуре реального вещества.
Литература.
1. Д.И. Вайсбурд, Б.Н. Семин, Э.Г. Таванов, С.Б. Матлис, И.Н. Балычев, Г.И. Геринг. Высокоэнергетическая электроника твердого тела. Новосибирск: Наука, 1982, 228с.
2. В.И. Соломонов, С.Г. Михайлов. Импульсная катодолюминесценция и ее применение для анализа конденсированных веществ. Екатеринбург: УрО РАН, 2003, 182 с.
Лекция 14.
ИМПУЛЬСНАЯ КАТОДОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ
Рис.1 Схема энергетических зон, локальных уровней и оптических переходов в кристалле.
,
(1)
q0 – полный заряд электронов пучка,
tv = RC , 
, 
.
Рис. 2. Спектры внутризонной электронной (а) и дырочной (б) люминесценции щелочно-галоидных кристаллов.
,
(3)
Рис.3. Картина свечения (а) и распределение яркости свечения внутри кристалла исландского шпата (б) вдоль распространения электронного пучка.
Рис.4. Кинетика люминесценции иона Cr3+ в рубине с содержанием хрома менее 0,5 мас.% (1) и более 1 мас.% (2)
Рис.5 Спектр внутрицентровой люминесценции алмазов трех типов. 1 – экспозиция 60 мс, 2 – экспозиция 1 мкс
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.