ფოსფორი არის საერთო ტერმინი, რომელიც აღნიშნავს ნებისმიერ მასალას, რომელიც შეიძლება გამოიტანოს სინათლე რადიაციის ან ელექტრონული ველის აღმოჩენის შემდეგ. ის წყვილდება ბერძენული "ფოსფოროს" სიტყვას, რომელიც ნიშნავს "სინათლის მიტაცებელს". ფოსფორები ჩვეულებრივ არიან ნახევრი აღმატებულები, რომლებსაც აქვთ სამი ენერგიის ზონა: ენერგიის ზონები: ვალენტური ზონა, კონდუქტირების ზონა და დაკარგული ზონა.
ვალენტური ზონა არის უდიდესი ენერგიის დონე, სადაც ელექტრონები ჩვეულებრივ არიან მისამართებული. კონდუქტირების ზონა არის უდიდესი ენერგიის დონე, სადაც ელექტრონები თავისუფლად მოიძრავენ. დაკარგული ზონა არის ვალენტური და კონდუქტირების ზონებს შორის გადახრა, სადაც ელექტრონები არ არიან მისამართებული.
ფოსფორები შეიძლება აქტივირდეს ადვილი დამატებით ან დოპირებით, რაც ქმნის დამატებით ენერგიის დონეს დაკარგული ზონაში. ეს ენერგიის დონეები მუშაობენ როგორც ლოგანი ელექტრონების ან ხახუნების (დადებითი მუხტების) აღმოჩენის შემდეგ. როდესაც ეს ელექტრონები ან ხახუნები დაბრუნდებიან თავის საწყის მდგომარეობას, ისინი გამოიტანენ ენერგიას სინათლის ფოტონების სახით.
როგორ ხდება UV რადიაციის ხედად სინათლედ გადაქცევა ფოსფორული დაფარვით
UV რადიაციის ხედად სინათლედ გადაქცევის პროცესი ფოსფორული დაფარვით ეწოდება ფლუორესცენტი. ფლუორესცენტი ხდება, როდესაც ატომი ან მოლეკულა აბსორბირებს საშიში ენერგიის რადიაციის ფოტონს და გამოიტანს დაბალი ენერგიის რადიაციის ფოტონს. აბსორბირებული და გამოტანილი ფოტონების ენერგიის განსხვავება დასახელებულია ცხელობის სახით.
შემდეგი დიაგრამა აღწერს, როგორ მუშაობს ფლუორესცენტი ფოსფორულ დაფარვაში, რომელიც შედგება ცინკის სულფიდის (ZnS) და სილვერის (Ag) აქტივატორის დამატებით.
ცინკის სულფიდის ფოსფორული მოდელი
A – B :- ელექტრონის გადახტომა
B – E :- ელექტრონის მიდგომა
E – D :- ელექტრონის გადახტომა
D – C :- ელექტრონის გადახტომა
A – C :- ხახუნის მიდგომა
UV რადიაციის ფოტონი 253.7 nm სიგრძით დაჭერის ფოსფორულ დაფარვას და აღმოჩენს ელექტრონს სერის (S) ატომიდან ცინკის (Zn) ატომში. ეს ქმნის დადებით ხახუნს ვალენტურ ზონაში და უარყოფით იონს (Zn^-) დამატებით ელექტრონით კონდუქტირების ზონაში.
დამატებითი ელექტრონი მიდის ერთი Zn^- იონიდან მეორეში კრისტალური ქსელის შემდეგ კონდუქტირების ზონაში.
შესაბამისად, დადებითი ხახუნი მიდის ერთი S ატომიდან მეორეში ვალენტურ ზონაში, სანამ არ დაიკავებს Ag ატომს, რომელიც მუშაობს როგორც ლოგანი.
Ag ატომი აღმოჩენს ელექტრონს ახლო მდებარე Zn^- იონიდან და ხდება ნეიტრალური (Ag^0). ეს გამოიტანს ხედად სინათლის ფოტონს, რომელიც უფრო დიდი სიგრძის აქსის აქვს ვიდრე UV ფოტონი.
Ag^0 ატომის ელექტრონი ხტება უკან იმ S ატომში, სადაც ხახუნი შექმნილი იყო, რაც დასრულებს ციკლს.
ხედად სინათლის ფერი დამოკიდებულია Ag ლოგანის დონესა და Zn^- დონეს ენერგიის განსხვავებაზე. სხვადასხვა დამატებები შეიძლება შექმნან სხვადასხვა ლოგანის დონეებს და შესაბამისად სხვადასხვა ფერებს. მაგალითად, თუ დამატებით იყენებენ თუთერის (Cu), ის შეიძლება შექმნას მწვანე სინათლე, მანგანი (Mn) შეიძლება შექმნას ფორიჯის სინათლე და კადმიუმი (Cd) შეიძლება შექმნას წითელი სინათლე.
