F-центр - F-center

F-центр в кристалле NaCl

Ф-центр , центр Farbe или цвет центра (от оригинального немецкого Farbzentrum , где Farbe означает цвет и Zentrum средство центр) представляет собой тип кристаллографической дефекта , в котором анионные вакансии в кристаллической решетке занимают один или несколько неспаренных электронов . Электроны в такой вакансии имеют тенденцию поглощать свет в видимом спектре, так что обычно прозрачный материал становится окрашенным. Он используется для идентификации многих соединений, особенно оксида цинка (желтый).

Вхождения

Центры окраски могут естественным образом встречаться в соединениях (особенно в оксидах металлов), потому что при нагревании до высокой температуры ионы становятся возбужденными и смещаются из своих нормальных кристаллографических положений, оставляя некоторые электроны в освободившихся пространствах. Этот эффект проявляют и ионные соединения, содержащие металлоизбыточные дефекты.

Характеристики

F-центры часто бывают парамагнитными и могут быть изучены методами электронного парамагнитного резонанса . Чем больше количество F-центров, тем ярче цвет соединения. Один из способов создания F-центров в кристалле искусственно - нагревать его в атмосфере металла, из которого он состоит, например, нагревать NaCl в атмосфере металлического Na .

Na 0 → Na + + e -
Na + включается в кристалл NaCl после потери электрона. Вакансия
Cl - создается для уравновешивания избытка Na + . Эффективный положительный заряд вакансии Cl - захватывает электрон, выпущенный атомом Na.

Этот захват электронов анионными вакансиями приводит к образованию F-центров; то есть электроны, высвобождаемые в этом процессе, диффундируют к свободным участкам, где обычно находятся отрицательно заряженные ионы (то есть анионы). Ионизирующее излучение может также производить F-центры.

H-центр (межузельный галоген) в некотором смысле противоположен F-центру, так что, когда они входят в контакт в кристалле, они объединяются и нейтрализуют оба дефекта. Этот процесс можно вызвать фотоиндуцированием, например, с помощью лазера.

Образование F-центры является причиной того, что некоторые кристаллы , такие как хлорид лития , хлорид калия и оксид цинка стали розовыми, сиреневыми и желтой, соответственно, при нагревании.

Смотрите также

  • Электрид , кристалл, в котором все анионы являются электронами.

Рекомендации

  • Словарь по фотонике
  • W. Hayes, AM Stoneham "Дефекты и дефектные процессы в неметаллических твердых телах" Wiley 1985
  • Дж. Х. Шульман, У. Д. Комптон «Центры окраски в твердых телах» Оксфорд, Пергамон, 1962 г.
  • Берзина, Б. (1998). «Формирование автолокализованных экситонов путем вынужденной рекомбинации радиационно-индуцированных первичных дефектов в галогенидах щелочных металлов». Журнал люминесценции . 76–77: 389. Bibcode : 1998JLum ... 76..389B . DOI : 10.1016 / S0022-2313 (97) 00222-6 .
  • KS Jheeta et al. IUAC Delhi, Индийский журнал чистой и прикладной физики, 2008 г.