Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 1 Luminescencja w materiałach nieorganicznych Wykład monograficzny AJ Wojtowicz Instytut Fizyki UMK Zakład Optoelektroniki.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 1 Luminescencja w materiałach nieorganicznych Wykład monograficzny AJ Wojtowicz Instytut Fizyki UMK Zakład Optoelektroniki."— Zapis prezentacji:

1 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 1 Luminescencja w materiałach nieorganicznych Wykład monograficzny AJ Wojtowicz Instytut Fizyki UMK Zakład Optoelektroniki

2 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 2 Wykład 9 PLAN Przejścia bezpromieniste w izolowanym centrum luminescencji (auto- i fotojonizacja, transfer elektronu) Przejścia bezpromieniste w półprzewodnikach (jonizacja i efekt Augera)

3 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 3 Przejścia bezpromieniste (auto- i fotojonizacja) Ciągłe widmo (np. pasmo przewodnictwa) i dyskretne poziomy (stany wzbudzone jonu) Przejście bezpromieniste z poziomu do pasma; autojonizacja lub fotojonizacja

4 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 4 cb pasmo przew. vb pasmo walenc. E g przerwa energ. g stan podst. e stan wzb. Ekscyton związany na jonie

5 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 5 CaF 2 :Yb 2+ emisja d – f Yb SrF 2 :Yb 2+ ekscyton związany BaF 2 :Yb 2+ brak emisji CaF 2 :Eu 2+ niebieska emisja (scyntylator, M.R. Farukhi) BaF 2 :Eu 2+ ekscyton związany NaF:Cu + (3d 10, stan wzb. nie Cu + 3d 9 4s ale Cu 2+, J–T 3d 9 ekscyton związany) Brak emisji Ce 3+ w La 2 O 3

6 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 6 Fotojonizacja; Sm 2+ w BaF 2 i SrF 2 w absorpcji wąskie linie poszerzają się wskutek szybkiej fotojonizacji R. Fuller i D.S. McClure

7 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 7 /servlets/purl/ whN5KD/ PDFhttp://www.osti.gov/energycitations /servlets/purl/ whN5KD/ PDF raport do DoE, DS McClure, z PhD R. Fuller

8 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 8 Lorentzian fit: absorpcja SrF 2 :Sm 2+ splot z krzywą Lorentza o szerokości 130 cm -1 filtrowanie z poszerzeniem odpowiadającym czasowi życia 40 fs; będzie to czas życia ze względu na autojonizację

9 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 9 Transfer elektronu: tunelowanie elektronu (efekt kwantowy)

10 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 10 skąd otrzymujemy zależne od czasu równanie Schrődingera: jeśli Ψ jest funkcją własną to HΨ = E 0 Ψ gdzie E 0 jest energią układu (cząstki)

11 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 11 Mamy zatem:

12 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 12 Dla cząstki (atomu, elektronu) spoczywającej: a w układzie poruszającym się z prędkością v energia i pęd cząstki będą równe:

13 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 13 a funkcja falowa: po uwzględnieniu transformacji Lorentza:

14 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 14 po porównaniu z:

15 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 15 mamy : gdzie E jest energią cząstki a p jej pędem, przy czym: relacja de Brogliea Energia E cząstki (atomu) jest równa :

16 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 16 W podejściu nierelatywistycznym wygodnie jest przyjąć : gdzie M s to suma mas spoczynkowych części atomu, a W będzie energią atomu równą: gdzie W int to energia wiązania i/lub wzbudzenia

17 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 17 Dla cząstki o energii W w polu potencjalnym φ: gdzie qφ = V jest energią potencjalną cząstki. Jeśli w przestrzeni zmienia się V to zmienia się także p, zatem zmienia się długość fali λ.

18 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 18 Feynman, III tom, rys. 7.3 Zmiany funkcji falowej w obszarach o różnym V

19 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 19 Najciekawiej jest gdy: gdyż będzie wówczas ujemne

20 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 20 Oznacza to, że p 2 jest urojone i: Amplituda maleje eksponencjalnie w miarę wnikania w obszar zakazany klasycznie; efekt kwantowy

21 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 21 Tunelowanie do obszaru zakazanego klasycznie

22 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 22 Feynman, III tom, rys. 7.4

23 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 23 Penetracja elektronu przez barierę potencjału

24 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 24 Feynman, III tom, rys. 7.5

25 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 25 Transfer elektronu: A * + B A + + B - A + B Centrum z tendencją do utlenienia (A) i centrum z tendencją do redukcji (B) – energia elektronowa przetworzona w energię oscylacyjną (relaksacji) Tunelowanie elektronu, zgodność współrzędnych konfiguracyjnych i energetyczna

26 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 26 a, b, c stany podst. i wzb. centrum A d – stan CT (A + + B - ) Blasse, Grabmaier, rys. 4.13

27 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 27 Tunelowanie z A do B, silna zależność (eksponencjalna) od odległości pomiędzy A i B Właściwy układ stanów energetycznych; zapełniony stan wzbudzony A musi mieć taką samą energię jak pusty stan B 1- Zgodność współrzędnych konfiguracyjnych (ciężkie jony nie tunelują tak chętnie jak elektrony)

28 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 28 Jony RE podatne na tunelowanie (jako donory i akceptory) Ce i Tb – donory Eu i Yb – akceptory 4f 1 4f 13 4f 8 4f 6

29 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 29 Przykłady: Ce 3+, Pr 3+, Tb 3+ nie luminezują w YVO 4 : tłumienie poprzez CT (Re 4+ + V 4+ ) dla tych jonów RE stan 3+ leży stosunkowo wysoko, a pusty stan 4+ jonu V 5+, stosunkowo nisko (konfiguracja d 0, kompleks molekularny VO 4 3- )

30 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 30 Przykłady: Eu 3+ nie luminezuje w związkach Ce: tłumienie poprzez CT (Ce 4+ + Eu 2+ ) Ce 3+ nie luminezuje w obecności Eu 3+ i Yb 3+ : np. (Yb,Ce)PO 4 dla dużych koncentracji Yb dla Ce stan 3+ leży stosunkowo wysoko, a pusty stan 2+ jonu Eu 3+ lub Yb 2+ stosunkowo nisko

31 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 31 Podobnie niezdrowa sytuacja byłaby dla Tb 3+, gdyby znalazł się w ośrodku z dużą koncentracją Eu 3+ i Yb 3+

32 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 32 Tłumienie luminescencji w półprzewodnikach a) jonizacja elektronu lub dziury do pasma b) efekt Augera Blasse, Grabmaier, rys. 4.14


Pobierz ppt "Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 1 Luminescencja w materiałach nieorganicznych Wykład monograficzny AJ Wojtowicz Instytut Fizyki UMK Zakład Optoelektroniki."

Podobne prezentacje


Reklamy Google