F-центр - F-center

F-центр в кристалле NaCl

An F-центр, Центр Farbe или центр цвета (из оригинального немецкого Farbzentrum, куда Фарбе средства цвет и центр означает центр) является разновидностью кристаллографический дефект в котором анионный вакансия в кристалл решетка занята одним или несколькими непарными электроны. Электроны в такой вакансии имеют тенденцию поглощать свет в видимом спектре, так что материал, который обычно прозрачный становится цветным. Это используется для идентификации многих соединений, особенно оксид цинка (желтый).

Вхождения

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

Характеристики

F-центры часто парамагнитны и могут быть изучены электронный парамагнитный резонанс техники. 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 металлическом Na Атмосфера.

Na0 → Na+ + е−
Na+ включается в кристалл NaCl после потери электрона.
A Cl− вакансия создается для уравновешивания избытка Na+. Эффективный положительный заряд Cl− вакансия 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). Ионизирующего излучения также может производить F-центры.

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

Образование F-центров является причиной того, что некоторые кристаллы, подобные хлорид лития, хлорид калия, и оксид цинка становятся розовыми, сиреневыми и желтыми соответственно при нагревании.

Смотрите также

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

Рекомендации

  • Словарь по фотонике
  • W. Hayes, A.M. Стоунхэм "Дефекты и дефектные процессы в неметаллических твердых телах" Вили 1985
  • Дж. Х. Шульман, У. Д. Комптон "Цветовые центры 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. Дои:10.1016 / S0022-2313 (97) 00222-6.
  • K S Jheeta et al. IUAC Delhi, Индийский журнал чистой и прикладной физики, 2008 г.