центры окраски

ЦЕНТРЫ ОКРАСКИ

дефекты кристаллич. решетки, поглощающие свет в спектральной области, в которой собств. поглощение кристалла отсутствует. Первоначально термин "Ц. о." относился только к т. наз. F-центрам, обнаруженным впервые в 30-х гг. 20 в. в кристаллах галогенидов щелочных металлов и представляющим собой анионные вакансии, захватившие электрон. В дальнейшем под Ц. о. стали понимать любые точечные дефекты кристаллич. решетки, поглощающие свет вне области собств. поглощения кристалла,- катионные и анионные вакансии, междоузельные ионы (собственно Ц. о.), а также примесные атомы и ионы (примесные Ц. о.). Ц. о. обнаруживаются во многих неорг. кристаллах и стеклах, а также в природных минералах.

Ц. о. могут быть разрушены при нагр. (термич. обесцвечивание) или воздействии света, соответствующего спектральной области поглощения самих Ц. о. (оптич. обесцвечивание). Под действием тепла или света один из носителей заряда, напр. электрон, освобождается из захватившего его дефекта и рекомбинирует с дыркой. В кристаллах галогенидов щелочных металлов F-центр обусловливает селективную полосу поглощения колоколообразного вида, обычно в видимой области спектра, смещающуюся для кристаллов с одинаковыми анионами (катионами) и разными катионами (анионами) в сторону длинных волн при увеличении ат. м. катиона (аниона). Например, в NaCl F-полоса имеет максимум поглощения в синей области спектра ( 465 нм) и цвет кристалла — желто-коричневый, в KCl — в желто-зеленой области ( 563 нм) и кристалл выглядит фиолетовым.

Примесные атомы и ионы также могут захватывать электрон или дырку, в результате чего изменяют полосу поглощения кристалла и его окраску. Ц. о., будучи центрами захвата электронов и дырок, могут служить центрами люминесценции в кристаллофосфорах. Если поглощение центра люминесценции находится в области собств. поглощения кристалла, то он будет люминесцировать, не являясь Ц. о.

Окрашивание и обесцвечивание кристаллов и стекол широко применяется в науке и технике: в дозиметрии, вычислит. технике, устройствах, где используют фотохромные материалы. В археологии и геологии по исследованиям Ц. о., возникших под действием излучения радиоактивных элементов, находящихся в толще Земли, определяют возраст глиняных изделий и минералов. Окраска ряда драгоценных камней и самоцветов связана с Ц. о. Некоторые кристаллы и стекла с примесными Ц. о. используют в качестве активной среды в твердотельных лазерах.