Возникающая при таком возбуждении катодолюминесценция отличается от стационарной КЛ. В литературе эта люминесценция получила название импульсная и модулированная катодолюминесценция соответственно. Однако в связи с большой длительностью импульса возбуждения, в течение которого успевает установиться квазистационарный тепловой режим, ее логично назвать квазистационарной КЛ. Ее яркость сравнима с яркостью стационарной КЛ (4).
По сравнению со стационарной КЛ квазистационарная КЛ обладает рядом преимуществ. К ним относятся: снижение тепловой нагрузки на образец, снижение влияния поверхностных дефектов на качество спектральной информации и, как следствие, повышенная стабильность спектра особенно внутрицентровой люминесценции.
Эти преимущества были достигнуты за счет усложнения практической реализации квазистационарной КЛ. Во-первых, повысились требования к вакууму, потому что электронные пушки с горячим катодом эффективно работают при остаточном давлении газа не больше 10-3 Па. Во-вторых, возникли сложности с охлаждением образцов. В-третьих, усложнился процесс подготовки пробы для анализа, который включает в себя не только полировку, но и металлизацию (обычно золотом) облучаемой поверхности образцов. Высокий вакуум и необходимость металлизации поверхности исключают возможность анализа жидких сред посредством квазистационарной КЛ. Непрозрачность металлического покрытия допускает регистрировать только излучение, прошедшее сквозь толщу вещества. При этом возможно искажение спектральной информации, например, из-за самопоглощения, что приводит к снижению качества анализа. Поэтому используются тонкие образцы.
В общем случае анализ вещества, проводимый посредством и стационарной, и квазистационарной КЛ, является заведомо разрушающим, так как для его осуществления необходимо удалять поверхностный слой вещества. Для КЛ остается актуальной проблема "утомления и выгорания" образцов, проявляющаяся в виде изменения спектра излучения во время действия электронного потока и деградации вещества. Эти негативные факторы являются основными причинами того, что КЛ на практике используется в значительно меньшей степени, чем фотолюминесценция и рентгенолюминесценция.
Литература.
1. Люминесцентный анализ. / Под ред. Константиновой-Шлезингер М.А. М.: гос. изд-во физ.-мат. лит-ры, 1961, 400с.
2. А.А. Бабушкин, П.А. Бажулин, Ф.А. Королев, Л.В.Левшин, В.К. Прокофьев, А.Р. Стриганов. Методы спектрального анализа. М.: изд-во Московского ун-та, 1962, 510с.
3. А.С. Марфунин. Спектроскопия, люминесценция и радиационные центры в минералах. М.: Наука, 1975, 327с.
4. А.Н. Таращан. Люминесценция минералов. Киев: Наукова думка, 1978, 296 с.
Рис.1. Упрощенная схема энергетических уровней, участвующих в термолюминесценции.
,
(1)
.
Рис.2. Кривые термовысвечивания для p0 =1010 c-1, VT =21 К/с и ET/k=9400 К при разных R.
- фактор повторного захвата, b - коэффициент повторного захвата, e - коэффициент рекомбинации. R=0 – мономолекулярный, R=1 – бимолекулярный процесс.
Рис.3. Схема возбуждения фотолюминесценции примесного иона Cr3+ в корунде.
Рис. 4. Спектры поглощения (1), возбуждения (2) и фотолюминесценции (3) ионов Pb2+ в кальците.
l=300-320 нм, l=400-490 нм и l<280 нм.
,
(2)
p = 10-1¸10-3 Па, пятно диаметром Æ(1÷50) мкм, плотность тока je от 10-2 до 102 А/см2.
.
(3)
ei = 2,8·Eg + M (0<M<1эВ) или ei» 3 Eg. Eg - ширина запрещенной зоны.
. (4)
- закон Томсона-Виддингтона
(5)
E0 <100 кэВ, b=const для каждого вещества. Для r=3÷4 г/см3 - b » 1.5·1012 эВ2/см.
,
(6)
=
(107¸1010)
Вт/см3 - количество тепла, создаваемого электронным пучком.
(7)
, (8)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.