Fotoluminoforit ovat ryhmä loisteaineita , jotka luminoivat joutuessaan alttiiksi valolle. Ne varastoivat kertyneen valoenergian ja antavat sen pois sekä suoraan virityksen hetkellä että minkä tahansa kestoisena jälkihehkuna virityksen päättymisen jälkeen näkyvässä, ultravioletti- ja /tai infrapunaspektrissä . Tämä fosforiluokka sisältää erittäin laajan luettelon yhdisteistä. On olemassa sekä luonnollisia fotoluminoforeja että keinotekoisesti syntetisoituja.
Luonnolliset fotoluminoforit sisältävät mineraalien luokan , jotka muodostumisen aikana voivat kokea erityisiä muutoksia, jotka liittyvät lämpötilajärjestelmään, tietyn epäpuhtauskoostumuksen läsnäoloon, paineeseen , mineraaleihin , joilla on fluoresenssi (pimeässä näkyvä hehku), kuten esim. wurtzite - ZnS , joitain bariitin ja kalsiitin sekamuotoja . Tämä mineraaliluokka on erittäin harvinainen ja arvokas.
Keinotekoiset fotoluminoforit sisältävät syntetisoituja yhdisteitä, joilla on parannetut jälkihohto-ominaisuudet ja ominaisuudet, jotka ovat paljon parempia kuin luonnolliset mineraalit . Näitä ovat jaksollisen järjestelmän toisen ryhmän alkuaineiden sulfidit ja selenidit , erityisesti magnesiumselenidi MgSe , kalsium -CaSe , strontium SrSe , barium BaSe , sinkki ZnSe . Fotoluminoforeihin kuuluvat myös boorinitridit ja eräät toisen ryhmän metallien oksidiyhdisteet . Suhteellisen äskettäin syntetisoituja koostumuksia kutsutaan myös keinotekoisiksi fotoluminoforeiksi. Nämä yhdisteet ovat kaavan ja rakenteellisia analogeja luonnolliselle mineraalispinellille - MgAl 2 O 4 .
Valtaosa fotoluminoforeista on keinotekoisesti syntetisoituja epäorgaanisten yhdisteiden monikomponenttisia seoksia . Seos koostuu:
Pääkomponentin mukaan voidaan ehdollisesti erottaa useita ryhmiä:
Kaikki fotoluminoforien ryhmät eroavat paitsi kemiallisesta koostumuksesta, myös erilaisille koostumuksille ominaisista fysikaalisista ominaisuuksista sekä synteesimenetelmistä , prosessoinnista ja tällaisten koostumusten soveltamisesta käytännössä.
Kun loisteaine viritetään valolla, energia voi absorboitua sekä aktivaattorin että perusaineen tasolla.
Valoenergian absorptioon aktivaattorin tasolla liittyy elektronin siirtyminen aktivaattorin maanpinnasta virittyneeseen, ja valon emissio tapahtuu elektronin käänteisen liikkeen aikana . Fluoresenssiilmiö tapahtuu. Kiihottavan valon syrjäyttämät elektronit voivat mennä johtavuuskaistalle ja lokalisoitua ansoihin. Elektronit voidaan vapauttaa ansoista vain, jos niille annetaan tarvittava määrä energiaa. Tässä tapauksessa elektronit joko siirtyvät aktivaattorivyöhykkeelle ja yhdistyvät uudelleen luminesenssikeskusten kanssa tai ansoja vangitsevat ne uudelleen. Tässä tapauksessa esiintyy fosforesenssin (pitkäaikaisen hehkun) ilmiö [2] .
Kun valo absorboituu maa-aineen tasolla, elektronit siirtyvät valenssikaistalta johtavuuskaistalle . Valenssivyöhykkeeseen muodostuu reikiä, jotka kulkevat ja voidaan paikantaa aktivaattorinauhalle. Elektroni-aukko-parien muodostumisen lisäksi hilaan voi muodostua eksitoneja (kvasihiukkasia, jotka ovat elektronista viritystä kiteessä), jotka pystyvät ionisoimaan luminesenssikeskuksia. On olemassa luminesenssin ilmiö [2] .
Fotoluminoforien valikoima on melko laaja. Harvinaisten maametallien aktivoituja kapeakaistaisia loisteaineita käytetään loistelamppujen valmistuksessa . Mahdollisuus käyttää näitä loisteputkia johtuu mahdollisuudesta lisätä samanaikaisesti loistelamppujen valotehoa ja värintoistoindeksiä. Tämä auttaa saavuttamaan merkittäviä säästöjä valaistuskustannuksissa [3] [4] .
Fotoluminoforit ovat löytäneet käyttöä evakuointijärjestelmissä, koska toisin kuin sähköiset evakuointijärjestelmät, ne eivät kuluta energiaa, eivät vaadi käyttökustannuksia ja mahdollistavat laajemman merkinnän vaikeapääsyisissä paikoissa.
Etsintätyön optimoimiseksi ehdotetaan käytettäväksi vaihtoehtoisia valoenergian lähteitä - long-lasting afterglow phosphors (LDP). Fosforia voidaan levittää vaatteisiin inserttien muodossa. Fosforia voidaan käyttää myös uhrien merkitsemiseen.
LDP:tä käytetään kahdessa päätyypissä:
Ohutkerroksisen valonlähteen muodossa olevaa strontiumaluminaattia käytetään evakuointimerkeissä ja paloturvallisuusmerkeissä [5]
Tekniikat