ЛЮМИНОФОРЫ

ЛЮМИНОФОРЫ

       

(от лат. lumen, род. п. luminis — свет и греч. phoros— несущий), твёрдые и жидкие в-ва, способные люминесцировать под действием разл. рода возбуждений (см. ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ). По типу возбуждения различают фотолюминофоры, рентгенолюминофоры, радиолюминофоры, катодолюминофоры, электролюминофоры; по хим. природе различают органич. Л.— о р г а н о л ю м и н о ф о р ы и неорганические — ф о с ф о р ы. Фосфоры, имеющие крист. структуру, наз. кристаллофосфорами.

Свечение Л. может быть обусловлено как св-вами его осн. в-ва (основания), так и примесями — активаторами. Активатор образует в основании центры люминесценции. Названия активированных Л. складываются из названий основания и активаторов, напр.: ZnS•Cu, Co обозначает Л. ZnS, активированный Сu и Со. Смешанные Л. могут состоять из неск. оснований и активаторов (напр., ZnS, CdS•Cu, Co).

Л. применяют для преобразования разл. видов энергии в световую. В зависимости от условий применения предъявляются определ. требования к тем или иным параметрам Л.: типу возбуждения, спектру возбуждения (для фотолюминофоров), спектру излучения, энергетич. выходу излучения, временным хар-кам (времени возбуждения и длительности послесвечения).

Спектры возбуждения и излучения разл. фотолюминофоров могут лежать в интервале от коротковолнового УФ до ближнего ИК диапазона. Ширина спектральных полос варьируется от тысяч ? .(для органолюминофоров) до единиц ? (для кристаллофосфоров, активированных редкоземельными элементами).

Энергетич. выход излучения Л. зависит от вида возбуждения, его спектра (при фотолюминесценции) и механизма преобразования энергии в световую. Он резко падает при повышении концентрации Л. и активатора и темп-ры (тушение люминесценции). Длительность послесвечения разл. Л. колеблется от 10-9 с до неск. ч. Наиболее короткое время послесвечения имеют органолюминофоры, наиболее длительное — кристаллофосфоры. В зависимости от условий применения могут играть существ. роль и др. свойства Л.— стойкость к действию света, теплоты, влаги и т. д.

Осн. типами применяемых Л. явл. кристаллофосфоры, органолюминофоры, люминесцирующие стёкла. Наибольшее распространение получили к р и с т а л л о ф о с ф о р ы. Смеси кристаллофосфоров (напр., смеси MgWO4 и (ZnBe)2SiO4•Mn) применяются в люминесцентных лампах, катодолюминофоры — для экранов электронно-лучевых трубок (см. КАТОДОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ). Для рентг. экранов применяются (Zn,Cd)S•Ag и CaWO4, дающие синее свечение. Электролюминофоры на основе ZnS•Сu используют для создания светящихся индикаторов, табло, панелей (см. ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ).

Органолюминофоры могут люминесцировать в р-рах (флуоресцин, родамин) и в тв. состоянии (пластич. массы, антрацен, стильбен и др.). Они могут обладать ярким свечением и очень высоким быстродействием. Цвет люминесценции органич. Л. может быть подобран для любой части видимой области спектра. Они применяются для люминесцентного анализа, изготовления люминесцирующих красок, указателей, оптич. отбеливания тканей и т. д. Многие органич. Л. (красители цианинового, полиметинового рядов и др.) используются в кач-ве активных элементов жидкостных лазеров. Крист. органич. Л. используются как сцинтилляторы.

Л ю м и н е с ц и р у ю щ и е с т ё к л а изготовляются на основе стеклянных матриц разл. состава. При варке стекла в шихту добавляются активаторы, чаще всего соли редкозем. элементов или элементов актиноидного ряда. Выход люминесценции, спектр и длительность свечения люминесцентных стёкол определяются св-вами активатора. Они обладают хорошей прозрачностью, и многие из них могут быть использованы в кач-ве лазерных материалов, а также для визуализации изображений, полученных в УФ излучении.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983.

ЛЮМИНОФОРЫ

(от лат. lumen, род. п. luminis - свет и греч. phoros - несущий) - специально синтезируемые вещества, способность к люминесценции к-рых при разл. способах возбуждения используется для практич. целей. Различают органич. Л. и неорганич. Л. По типу возбуждения и соответственно областям применений Л. делят на фото-, катодо-, электро-, рентгено-, хемилюминофоры и т. п.

Состав и методика синтеза Л., а также вид и условия их возбуждения (темп-pa, интенсивность возбуждения и т. д.) обычно существенно сказываются на кинетике происходящих в них процессов, а тем самым и на осн. характеристиках люминесценции (спектральном составе излучения, эффективности преобразования энергии, длительности послесвечения). Лишь в нек-рых фотолюминофорах реализуется механизм внутрицентровой люминесценции, т. е. механизм, при к-ром все процессы от поглощения энергии возбуждения до испускания квантов света происходят в пределах одного и того же центра люминесценции. В большинстве же Л. (напр., в кристаллофосфорах) при неоптич. способах возбуждения (а иногда и при фотовозбуждении) возникновению свечения предшествуют разл. процессы переноса энергии возбуждения, наличие к-рых, а также процессов размножения элементарных возбуждений или суммирования их энергии приводит к ещё более сильной зависимости характеристик люминесценции от энергетич. структуры Л.: существования в нём неск. сортов центров люминесценции и тушения, образованных специально вводимыми или неконтролируемыми примесями, а также структурными дефектами (напр., вакансиями и межузельными ионами в кристаллофосфорах). Поэтому, чтобы устройства, в к-рых применяют Л., удовлетворяли технич. требованиям, должна строго соблюдаться технология синтеза Л.

В СССР ассортимент промышленных Л. насчитывает сотни марок и непрерывно расширяется. Процесс получения Л. состоит из неск. последоват. стадий: приготовления и очистки исходных реактивов, соосаждения полупродуктов, термич. обработки, очистки поверхности для удаления примесей и т. д. Концентрация тушащих примесей в конечном продукте не должна превышать

Из неорганических Л. наиб. широко применяют кристаллофосфоры, к-рые используют в светотехнике, телевидении, измерит. технике (системах оптич. отображения информации), медицине, ядерной физике, квантовой электронике и т. д. К неорганич. Л. относятся также люминесцирующие стёкла (в основном с добавками ионов редкоземельных элементов), к-рые применяют в качестве активных сред лазеров.

Органические Л. представляют собой сложные высокомолекулярные соединения: ароматич. углеводороды и их производные, гетероциклич. соединения, комплексные соединения атомов металлов с органич. лигандами и т. д. Механизм свечения органич. Л. обычно внутрицентровой. Нек-рые из них люминесцируют в растворах, другие - в кристаллич. состоянии. Растворы органич. Л. (красителей) применяют в качестве рабочего вещества в лазерах с перестраиваемой частотой (см. Жидкостные лазеры). Органич. Л. входят в состав флуоресцентных красок, к-рые благодаря сложению люминесцентного и отражённого поверхностью света обладают высокой яркостью. Пигменты на основе карбамид- и меламиноформальдегидных смол применяют для окрашивания пластмасс и волокон, отбеливания тканей, бумаги и для разл. покрытий. Органич. Л. используют также в люминесцентной дефектоскопии, в молекулярной биологии и медицине для обнаружения и определения малых кол-в веществ. При этом особое значение приобретает применение небольших кол-в нек-рых органич. Л. (напр., флуоресцины, акридин жёлтый, мероцианины) в качестве меток и микрозондов для изучения жизнедеятельности клеток, проницаемости мембран, межклеточных взаимодействий, установления границ поражения тканей, транспорта лекарственных препаратов или отравляющих веществ в живых организмах.

Лит.:Фок М. В., Введение в кинетику люминесценции кристаллофосфоров, М., 1964; Неорганические люминофоры, Л., 1975; Красовицкий Б. М., Болотин Б. М., Органические люминофоры, 2 изд., М., 1984; Владимиров Ю. А., Добрецов Г. Е., Флуоресцентные зонды в исследовании биологических мембран, М., 1980.

Ю. П. Тимофеев.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.