Laboratoriya ishi Mavzu: Qattiq jismlarning lyumensensiyasini yutilishi va uyg`onish spektrlarini o`rganish

Rezonansli fluoresensiya atom bug'larida kuzatiladi va lyuminsensiya manbasidan energiya yutilganda nurlanadigan atom o'zini topadigan energiya darajasidan o'z-o'zidan emissiyadan iborat. Rezonansli fluoresensiya yorug'lik bilan uyg`otilganda, rezonansli emissiya sodir bo'ladi, bu bug 'zichligi ortib borayotgan rezonans tarqalishiga aylanadi. Kvant nuqtai nazaridan, atom rezonansi uchun tushayotgan fotonning energiyasi atom sathlaridan birining energiyasiga to'g'ri kelishi kerak.

Rasm 2. Elementar luminesensiya jarayonida kvant o'tish sxemasi: 1 - asosiy energiya darajasi; 2 - radiatsiya darajasi; 3 - qo'zg'alish darajasi. Nuqtali strelka bilan ko'rsatilgan 3-1 o'tish rezonansli luminesensiyaga mos keladi; 2-1 o'tish - o'z- o'zidan luminesensiya.

O'z-o'zidan paydo bo'ladigan luminesensiya shundan iboratki, lyuminesensiya manba ta'sirida atomlar (molekulalar yoki ionlar) birinchi navbatda oraliq uyg`onuvchan energiya darajalariga - keyin radiatsiyaviy va ko'pincha bu darajadan lyuminesensiya nurlanishi uchun radiatsiyaviy bo'lmagan o'tishlar sodir bo'ladi. Bunday lyuminesensiya bug'lar va eritmalardagi murakkab molekulalarda, qattiq moddalarning markazlarida kuzatiladi.

lyuminesensiya manba ta'sirida metastabil darajaga o'tish sodir bo'lishi va keyin lyuminesensiya nurlanish darajasiga o'tish bilan tavsiflanadi. Masalan, organik moddalarning fosforessensiyasi (3-rasm).

Rasm 3. Metastabil (stimulyatsiya qilingan) lyuminesensiya davrida kvant o'tishlarining sxemasi. Metastabil 4-darajadan 2-radiatsiya darajasiga o'tish uchun atom qo'shimcha energiyani o'zlashtirishi kerak; 1 - asosiy daraja; 3 - qo'zg'alish darajasi.

Kvant tizimlarining metastabil holati uzoq vaqt mavjud bo'lishi mumkin bo'lgan va shuning uchun barqaror bo'lgan atom tizimlarining (atomlar, molekulalar) qo'zg'aluvchan holatidir. Kvant tizimlarining metastabil holatidagi atomlar va molekulalar elementar jarayonlarda, masalan, siyrak gazlarda muhim rol o'ynaydi: qo'zg'alish energiyasi kvant tizimlarining metastabil holatidagi zarralar tomonidan uzoq vaqt davomida saqlanishi mumkin, keyin esa boshqasiga o'tishi mumkin

Rekombinatsion luminesensiya uyg`onuvchi energiyani yutish natijasida ajralib chiqqan zarrachalarning qayta birlashishi natijasida yuzaga keladi. Gazlarda radikallar yoki ionlarning rekombinatsiyasi sodir bo'lishi mumkin, natijada molekula qo'zg'aluvchan holatda bo'ladi. Keyinchalik asosiy holatga o'tish luminesensiya bilan birga bo'lishi mumkin. Qattiq kristall jismlarda rekombinatsiya lyuminesensiyasi ba'zi energiya manbalari ta'sirida muvozanatsiz zaryad tashuvchilar (elektronlar yoki kovaklar) paydo bo'lishi natijasida paydo bo'ladi. "Luminesensiya markazlari" deb ataladigan nuqsonli yoki arlashmasiz markazlarining lyuminesensiyasi "tarmoqli zona" o'tishlari paytida rekombinatsiya luminesansiyalari o'rtasida farqlanadi. Barcha holatlarda lyuminesensiya jarayoni tashuvchilarni zona tushiradi, keyinchalik ularni termal yoki optik vositalar bilan chiqarishni, ya'ni metastabil luminesensiyaga xos bo'lgan elementar jarayonni o'z ichiga olishi mumkin. Lyuminesensiya markazlari holatida rekombinatsiya markazning darajasiga kovaklarni va qo'zg'atilgan darajaga elektronlarni olishdan iborat.
Radiatsiya markazning qo'zg'aluvchan holatdan asosiy holatga o'tishi natijasida yuzaga keladi.

Rekombinatsiya luminesansiyasi kristall fosforlarda va tipik yarimo'tkazgichlarda, masalan, germaniy va kremniyda kuzatiladi. Lyuminesansiyaga olib keladigan elementar jarayonning mexanizmidan qat'i nazar, nurlanish, oxirgi holatda, bir energiya holatidan ikkinchisiga o'z-o'zidan o'tish paytida sodir bo'ladi. Qo'zg'alish energiyasi moddaga turli usullarda qo'llanilishi mumkin. Qo'zg'alish usuliga qarab, hosil

bo'lgan porlash quyidagilarga bo'linadi: - fotoluminesensiya (nurlanish yoki yorug'lik energiyasi so'rilganda moddaning porlashiga asoslanadi), - xemiluminesensiya (ma'lum kimyoviy jarayonlar ta'sirida moddaning porlashi), -