《固体物理--点缺陷 20.3 色心.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《固体物理--点缺陷 20.3 色心.ppt（8页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、20.3 色心色心第第 20 章章 点缺陷点缺陷固体固体物理物理导论导论 纯净卤化碱晶体在光谱的整个可见光波段中是透明的纯净卤化碱晶体在光谱的整个可见光波段中是透明的 引入化学杂质引入化学杂质 引入过量的金属离子引入过量的金属离子 X 射线或射线或 g g 射线辐射，中子或电子轰击射线辐射，中子或电子轰击 电解电解 色心色心是能吸收可见光的晶体缺陷是能吸收可见光的晶体缺陷 寻常的晶格空位并不使卤化碱晶体赋色，虽然它会影寻常的晶格空位并不使卤化碱晶体赋色，虽然它会影响紫外区的吸收。有好几种方法可使晶体赋色响紫外区的吸收。有好几种方法可使晶体赋色120.3 色心色心第第 20 章章 点缺陷点缺陷固
2、体固体物理物理导论导论20.3.1 F 心心 名字名字“F“F 心心”来自德文来自德文 FarbeFarbe(彩色彩色)一词。一般产生一词。一般产生色心的方法是将晶体在过量碱金属中加热或用色心的方法是将晶体在过量碱金属中加热或用 X X 射线辐射射线辐射卤化碱晶体中与卤化碱晶体中与 F 心联系的中心吸收带心联系的中心吸收带(F 带带)220.3 色心色心第第 20 章章 点缺陷点缺陷固体固体物理物理导论导论 用电子自旋共振方法对用电子自旋共振方法对 F 心的研究表明，它由心的研究表明，它由一个负一个负离子晶格空位束缚一个电子构成离子晶格空位束缚一个电子构成 束缚于负离子空位的电子主要分布在近邻
3、晶格空位的束缚于负离子空位的电子主要分布在近邻晶格空位的诸正金属离子上诸正金属离子上320.3 色心色心第第 20 章章 点缺陷点缺陷固体固体物理物理导论导论 当超量的碱金属原子加入到卤化碱晶体中时，就会产当超量的碱金属原子加入到卤化碱晶体中时，就会产生相应个数的负离子空位。碱金属原子的价电子并不被原生相应个数的负离子空位。碱金属原子的价电子并不被原子束缚，最终被束缚于一个负离子晶格空位子束缚，最终被束缚于一个负离子晶格空位 在完整晶格中，一个在完整晶格中，一个负离子晶格空位负离子晶格空位的作用的作用犹如一个犹如一个孤立的正电荷孤立的正电荷，它能吸引一个电子并将它束缚，它能吸引一个电子并将它束
4、缚 F 心是卤化碱晶体中最简单的俘获电子中心，其光吸心是卤化碱晶体中最简单的俘获电子中心，其光吸收是由于中心通过电偶跃迁跃至一个束缚激发态所引起收是由于中心通过电偶跃迁跃至一个束缚激发态所引起420.3 色心色心第第 20 章章 点缺陷点缺陷固体固体物理物理导论导论20.3.2 卤化碱晶体中的其他色心卤化碱晶体中的其他色心 F 心六个最近邻离子中的某一个若为另一个不同的碱心六个最近邻离子中的某一个若为另一个不同的碱金属离子所代换，就成为金属离子所代换，就成为 FA 心心520.3 色心色心第第 20 章章 点缺陷点缺陷固体固体物理物理导论导论两个相邻的两个相邻的 F 心构成一个心构成一个 M
5、心心 复合的俘获电子中心由复合的俘获电子中心由 F 心小组构成心小组构成三个相邻的三个相邻的 F 心构成一个心构成一个 R 心心这是这是 NaCl 结构中结构中 111 面上的面上的一组三个负离子空位一组三个负离子空位+三个电子三个电子620.3 色心色心第第 20 章章 点缺陷点缺陷固体固体物理物理导论导论 也能通过俘获空穴而形成色心也能通过俘获空穴而形成色心 空穴色心有别于电子色心：卤素离子填满的空穴色心有别于电子色心：卤素离子填满的 p6 壳层中壳层中出现一个空穴将使此离子具有正电子组态出现一个空穴将使此离子具有正电子组态 p5，而在，而在 p6 壳层壳层已填满的碱金属离子中添加一电子其
6、电子组态即为已填满的碱金属离子中添加一电子其电子组态即为 p6s p6s 组态像一球对称的离子；组态像一球对称的离子；p5 却像一个非对称的离却像一个非对称的离子，并通过杨子，并通过杨-特勒特勒(Jahn-Teller)效应使其在晶体中的近邻效应使其在晶体中的近邻局域常发生畸变局域常发生畸变720.3 色心色心第第 20 章章 点缺陷点缺陷固体固体物理物理导论导论 F 心的反形体是一个被陷俘于一正离子晶格空位的空心的反形体是一个被陷俘于一正离子晶格空位的空穴，但这中色心还没有在卤化碱晶体的相关实验中被证实穴，但这中色心还没有在卤化碱晶体的相关实验中被证实 绝缘体氧化物中的绝缘体氧化物中的O-(称为称为 V-)缺陷是典型的空穴色心缺陷是典型的空穴色心 最典型的空穴色最典型的空穴色心是心是 VK 心心。卤化碱。卤化碱晶体中，一个空穴陷晶体中，一个空穴陷俘于一卤离子时即形俘于一卤离子时即形成这种色心成这种色心VK 心心类似于一负的卤族分类似于一负的卤族分子离子。如子离子。如 KCl 中，它像中，它像一一 离子离子8