Люминофоры

По химической природе различают органические люминофоры (органолюминофоры), и неорганические (фосфоры). Фосфоры, имеющие кристаллическую структуру, называются кристаллофосфорами.

По способу возбуждения люминесценции:

Некоторые вещества могут люминесцировать при различных видах возбуждения, т. е. являются люминофорами смешанного типа (например, ZnS, легированный Cu, является фото-, катодо- и электролюминофором).

Требования к параметрам люминофоров определяются условиями их применения. Люминофоры различаются по типу возбуждения, спектру возбуждения (для возбуждения различных фотолюминофоров меняется от коротковолнового ультрафиолетового до ближнего инфракрасного), спектру излучения, выходу излучения, времени возбуждения, свечения и длительности послесвечения.

Цвет свечения определяется материалом основы люминофора, природой и концентрацией вводимых примесей-активаторов, которые образуют в основном веществе (основании) центры свечения. Подбором люминофора и соответствующих центров свечения можно варьировать длину волны люминесценции. Даже в одном люминофоре, меняя тип примесей, можно регулировать спектральный состав излучения. Например, люминофоры на основе ZnS отличаются высокой яркостью и светоотдачей в видимой области спектра. При введении в ZnS активаторов получаем для кристаллов ZnS (Ag) свечение голубое, для ZnS(Cu) — зеленое, а для ZnS(Mn) — оранжевое. Если же в ZnS ввести CdS, то спектр люминесценции сместится в сторону более длинных волн. Люминесценция в красной области спектра получается при использовании в качестве основы люминофора полупроводниковых твердых растворов Zn_1-xCd_xS и ZnS_1-xSe_x.

Органические люминофоры представляют собой сложные высокомолекулярные соединения: ароматические углеводороды и их производные, гетероциклические соединения, комплексные соединения атомов металла с органическими лигандами и т.д. Механизм свечения органических люминофоров обычно внутрицентровой. Органические люминофоры могут люминесцировать в растворах (флуоресцеин, родамин) и в твердом состоянии (пластические массы и антрацен, стильбен и другие органические кристаллы), обладают ярким свечением и очень высоким быстродействием. Цвет люминесценции органических люминофоров может быть подобран для любой части видимой области. Применяются для люминесцентного анализа, изготовления люминесцирующих красок, указателей, оптического отбеливания тканей и т. д.

Основное применение среди неорганических люминофоров имеют кристаллофосфоры. К твердым неорганическим люминофорам относятся также люминесцирующие стекла, порошки, тонкие пленки. Люминесцирующие стекла изготовляют на основе стеклянных матриц различного состава. При варке стекла в шихту добавляют активаторы, чаще всего соли редкоземельных элементов или актиноидов. Такие люминофоры применяются в лазерах. В светотехнике широко используют различные порошковые люминофоры, многие их которых являются бертоллидами, т. е. имеют переменный химический состав (Zn_{0, 6}Cd_{0, 4}S, Zn_{0, 75}Cd_{0, 25}S, Zn S_{0, 85}Se_{0, 15}). На основе порошковых электролюминофоров изготовляются плоские безвакуумные источники света сравнительно большой площади, которые нашли применение в светящихся панелях, табло, управляемых шкалах, мнемонических схемах, твердотельных экранах и т. д. Благодаря согласованию по спектральным характеристикам электролюминофоров с фотосопротивлениями создаются различные оптоэлектронные системы: приборы автоматики — оптроны, усилители и преобразователи изображения, например для рентгеноскопии. Получены тонкопленочные электролюминесцентные излучатели, которые позволяют получать яркость, сопоставимую по величине с яркостью обычного телевизионного экрана. В качестве активного слоя в них используется сульфид цинка, легированный марганцем или фторидами редкоземельных элементов. Излучатели на их основе, обладая большой яркостью, дают возможность получить полную цветовую гамму в плоскостных экранах для дисплеев. На их основе уже созданы эффективные излучатели сине-зеленого свечения (SrS (Cе), зеленого (СаS (Се)), красного (СаS (Еu), СаS (Еr)) и белого свечения (CaS (Рr, К), SrS (Но, Nd), SrS :(Sm, Cе)).