Люминесценция поверхности твердых тел, инициируемая предадсорбированными атомами кислорода Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Schwartz K., Volkov A.E., Sorokin M.V., Trautman C., Voss K.-J., Neumann R., Lang M. Effect of electronic energy loss and irradiation temperature on color center creation in LiF and NaCl crystals irradiated with heavy ions // Phys. Rev. B. - 2008. - V. 78. - P. 024120.

2. Лисицын В.М. Радиационная физика твердого тела. - Томск: Изд-во ТПУ, 2008. - 170 с.

3. Лисицын В.М., Яковлев В.Ю., Корепанов В.И. Кинетика разрушения М-центров после импульсного облучения электрона-

ми в кристалле MgF2 // Физика твердого тела. - 1978. - Т. 20. -№ 3. - С. 731-733.

4. Лисицына Л.А. Закономерности создания электронных центров окраски в кристаллах LiF при импульсном радиационном воздействии // Известия вузов. Физика. - 1996. - № 11. -С. 57-75.

Поступила 26.01.2009 г.

УДК 539.21

ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ, ИНИЦИИРУЕМАЯ ПРЕДАДСОРБИРОВАННЫМИ АТОМАМИ КИСЛОРОДА

Ю.И. Тюрин, С.Х. Шигалугов*, В.Н. Емельянов*, А.Н. Катаев*, Ю.В. Маловичко*, Е.Ю. Плотникова

Томский политехнический университет E-mail: tyurin@tpu.ru *Норильский индустриальный институт E-mail: fizika@norvuz.ru

Приводятся результаты изучения люминесценции, возбуждаемой при напуске молекулярных газов O2, N2O и CO на поверхность кристаллофосфора Zn2SiO4:Mn, предварительно заполненную атомами кислорода. Дана интерпретация этого явления в модели ускорения поверхностной гетерогенной рекомбинации атомов кислорода в образующемся адсорбционном слое кислородсодержащих молекул O2, N2O, CO по обменно-ассоциативному механизму.

Ключевые слова:

Поверхность, люминесценция, твердые тела, адсорбция атомов, рекомбинация атомов.

Введение

При каталитическом взаимодействии газовых частиц, в том числе атомарных и молекулярных, на поверхности твердого тела - кристаллофосфора 2п^Ю4:Мп возникает неравновесное оптическое излучение с характерным для данного образца спектральным составом [1, 2]. По наблюдениям [1-5] это явление носит общий характер, может быть реализовано в экспериментах различными способами и содержит в себе уникальную информацию о физико-химических процессах взаимодействия и энергообмена на границе газ-твердое тело.

Рассматриваются особенности неравновесного свечения виллемита, возникающего при взаимодействии налетающих из газовой фазы нейтральных невозбужденных молекул О2, СО, ^О с пре-дадсорбированными на поверхности кристалло-фосфора атомами кислорода.

Экспериментальные и теоретические результаты

Исследования проводили на высоковакуумной автоматизированной установке, подробно описанной в [6]. Использовали газы: О2 (99,999 %), СО (99,998 %), ^О (99,995 %), газ-носитель - аргон (99,999 %).

Свободные атомы кислорода О получали тремя независимыми методами: электрическим - из кислородной плазмы ВЧ-разряда; фотолитическим -

при облучении кислорода коротковолновым (А<300 нм) УФ-излучением; пиролитическим - на нагретой в кислороде металлической поверхности.

В пиролитическом методе получения атомов О использовали эффект катализа диссоциации кислорода поверхностью металлов платиновой группы [7], в частности, поверхностью родия (Яй) -ввиду его высокой каталитической активности и термостойкости. Применялась родиевая лента (10x2x0,05 мм), нагреваемая током до 1800 К.

Исследуемый образец а-виллемит «о.с.ч.» (2п^Ю4:Мп2+) слоем толщиной до 0,1 мм наносили из суспензии в изопропиловом спирте на специальную микропечь-подложку, позволявшую поддерживать с высокой точностью (до 1 К) и быстродействием (~0,5 с) постоянство температуры образца при помощи специального автоматического терморегулятора [3]. Это позволило избежать побочных тепловых эффектов (термостимулированной люминесценции за счёт выделения тепла в процессах адсорбции и рекомбинации, гашения люминесценции за счёт охлаждения образца при напуске газа и т. п.).

Предадсорбция атомов кислорода О на поверхности образца продолжалась 15 мин. из смеси

О2+О при ро+о2 2,6 Па: 13 мин. при постоянной для всех опытов температуре образца 400 К и 2 мин. при установлении рабочей температуры (379, 400,

Рис. 1. Вспышки люминесценции виллемита (Zn2SiOA:MnI+, Xmx=523 нм) при напуске потока молекул 02 на его поверхность:

1) образец «чистый» (тренировка 10 ч при 400 К, 10- Па); 2~4) поверхность виллемита предварительно заполнена атомами кислорода, полученными от нагретой в атмосфере O2 Rh-лены; 5) изменение давления O2. Температура образца:

2) 550, 3) 400, 4) 370

550 К). Затем 10 мин. реакционный объём с образцом откачивался до давления 4.10-2 Па и, далее, за время <1 с напускался исследуемый газ до давления 65 Па*. Поток молекулярного кислородсодержащего газа (02, СО, ^О) подавался на образец с помощью вакуумного шибера за время <1 с до уровня 90 % от рабочего давления 66,7 Па и далее сохранялся неизменным при непрерывной прокачке (верхняя кривая 5 на рис. 1).

При напуске потока молекул кислорода О2 на «чистую» поверхность (предварительно очищенную прогревом образца в вакууме 1,3.10-6 Па при 400 К в течение 12 ч) виллемита 2п^Ю4:Мп2+ наблюдается слабая адсорболюминесцентная (АЛ) вспышка свечения (полоса 523 нм) с монотонным спадом интенсивности люминесценции /(/), рис. 1, кривая 1. Спад неэкспоненциален, но начальный его участок может быть описан зависимостью 1(/)=0,22ехр(-0,2/) (I - отн. ед., / - в с).

Иного рода зависимости 1(1) наблюдаются при напуске потока молекул О2 на предварительно экспонированную атомами О поверхность 2п^Ю4:Мп2+, рис. 1, кривые 2-4. Интенсивность !(/) изменяется пропорционально ^ на участках роста и — на участках спада кинетических кривых. Эти кривые не связаны с высвечиванием светосуммы, запасённой на электронных ловушках при возбуждении образца атомами О, так как величина её, оцененная по кривым термостимулированной люми-

несценции, оказалась на один - два порядка меньше светосумм, излучаемых в описываемых процессах. Разгорание люминесценции характерно для рекомбинационного, Лэнгмюр-Хиншелвуда (Л-Х), механизма возбуждения. Спад интенсивности !(/)~Г2 также характерен для механизма Л-Х в случае, если происходит невозобновляемое истощение первоначального запаса рекомбинирующих центров А^А^О-Г2, А^-А2^), 1(0~А(0~^2. Гипотеза о возбуждении люминесценции в актах прямой рекомбинации молекул О2 с атомами О на поверхности несостоятельна, так как энергия связи О2-О:(О3) равна 1,04 эВ [8], а этого недостаточно для возникновения видимой люминесценции (ЯП]ах=523 нм, 2,36 эВ). Рекомбинирующими на поверхности частицами в данном случае могут быть атомы О^ (энергия связи О-О составляет 5,12 эВ). Накопление атомов О на поверхности, участвующих в возбуждении люминесценции по механизму Л-Х, может происходить за счёт диссоциативной адсорбции молекул О2 на дефектах типа FS-центров. Однако, в таком случае люминесценция должна возникать и без предварительной адсорбции атомарного кислорода, только в молекулярном О2, что не наблюдается в эксперименте. Таким образом, определяющую роль в возбуждении люминесценции по механизму поверхностной рекомбинации Л-Х должны играть ранее адсорбированные атомы О^ при стимулировании рекомбинации потоком молекул О2.

*Эффект триболюминесценции, как показали контрольные опыты с инертными газами, пренебрежимо мал.

Рис. 2. Вспышки люминесценции виллемита (Х,,ш=523 нм) при напуске молекул 0-, на 1п-15ЮА:Мп2*: 1) поверхность заполнена атомами кислорода; 2) и 3) образец облучен УФ; 2) в атмосфере 02 при Р0г=',3-'(Т' Па; 3) 10 Па

Подобный же вид кинетических кривых I(t) в потоке О2 сохранялся и в случаях предварительного заполнения поверхности Zn2SiO4:Mn2+ атомами

O из ВЧ-разряда в кислородно-аргоновой смеси (рис. 2, кривая 1), либо за счёт фотолиза 02-L [9] на этом образце при УФ-облучении 200<Я<400 нм в атмосфере О2+Лг (рис. 2, кривая 2). Заметим, что данные кривые не связаны ни с высвечиванием запасённой светосуммы (её величина в условиях опытов пренебрежимо мала), ни с адсорболюми-несценцией - об этом свидетельствует форма кривой люминесценции при напуске O2 на УФ-воз-буждённый в вакууме с незаполненной поверхностью образец, рис. 2, кривая 3. В последнем случае кривая I(t) в потоке O2 имеет вид типичной кинетики АЛ0г, причём она гораздо меньше по светосум-ме, чем кривые I(t) на заполненном 0-L образце (ср. с кривыми 1 и 2 на рис. 2).

Рассмотрим следующий механизм возбуждения поверхности при напуске потока О2 на О-L. Стимуляция процесса рекомбинации адатомов 0-L налетающими молекулами 02 возможна за счёт ускорения поверхностной диффузии атомов 0-L в возникающем адсорбционном слое 02-L по обменному механизму, либо по механизму понижения активационного барьера диффузии. Возможно также чисто энергетическое стимулирование рекомбинации за счёт теплоты адсорбции 02. В последнем случае длительность возбуждаемой люминесценции должна лимитироваться процессом адсорбции молекул 02.

Кинетическая модель люминесценции по механизму поверхностной рекомбинации Лэнгмюра-Хиншелвуда атомов 0-L включает следующие стадии

O2 + L -

o2-l

+ O-L-

2(O-L + O2-L)-

^ (O-L + O2-L), -^2_^3(O2-L) + L + hv.

(1)

Здесь V; - отнесенная к единице времени вероятность реакций адсорбции молекул; v2 - скорость ассоциативной рекомбинации атомов кислорода; а -скорость ассоциативного атомно-молекулярного обмена в адсорбционном слое; в - квантовый выход люминесценции образца за счет поверхностной рекомбинации атомов кислорода. Введём обозначения для поверхностных концентраций в момент времени £ свободных центров адсорбции Щ=А(); адсорбированных атомов [0^]=.$1(0; адсорбированных молекул [02^]=Ж2(0; ассоциата в адсорбционном слое [0^+02^]=и(/). Система кинетических уравнений согласно стадиям (1) имеет вид

N = -vj N N2 = vlN

n = aNlN2 -v2n N = -aNlN2

(2)

В двух первых уравнениях системы (2), ввиду малости, отброшены слагаемые, соответствующие реакциям второго порядка на поверхности.

В этом случае интенсивность люминесценции равна

I (/) = вv2n 2(/).

При «малых» / (когда Ж1(/)«Ж1(0) и определяющей в кинетике РРЛ является процесс адсорбции

атомов), имеем n=aN1(0)N2(t), где

N2(0=Nr2(O)+N(O)(l-<r‘O, откуда

n(t) и n(0) + aN^0)N2(0)t + -2aN1(0)N(0)v1t2.

Интенсивность люминесценции на начальном участке изменяется по закону:

I (t) =

= в v2 [n (0) + a N1 (0) N2 (0) t + ^а N1 (0) N(0)v 112]2 и

«ev2[«N1(0)]212, (t < 10 c).

При «больших» t (v2n22>>aN1N2), имеем

n2(0) .

n = -v2n ; n (t) =

полненную атомами кислорода поверхность 2п^Ю4:Мп2+, рис. 3. Предварительная адсорбция атомов О велась при сохранении прежних условий, от нагретой в кислороде О2 КИ-ленты. Плотность потока молекул ^О составляла 7^о=1,5. 1020 см-Ч-1 (Д2о=65 Па). Кинетические параметры, при которых достигается наилучшее описание кривых интенсивности ДО люминесценции в потоке ^О, приведены в табл. 2. Энергия активации рекомбинации О^ в этих условиях составляет 0,15 эВ (рекомбинация протекает в адсорбционном слое ^О).

Таблица 2. Значение кинетических параметров люминесценции виллемита Zn2Si04:Mn2+ в потоке молекул N-¿0 (Р№0 = 65 Па, Р01=2,6 Па, Rh-лента, Т=1773 К)

(1 + n(0)v2t )2

I (t) =

ev 2n2(0)

[1 + n(0)v2t]2

Тобразца, К Pv2(aN1N2)2, с-2 fiv-2n2(0), отн. ед. v2n(0), с-'

370 1,1-10-3 0,3 0,07

400 8,6-10-2 6,4 0,10

550 3,5-10-' 44,0 0,33

Полученная зависимость /(/) соответствует экспериментальным кинетическим кривым 2, 3, рис. 1, при следующих значениях параметров (табл. 1).

Таблица 1. Значения кинетических параметров люминесценции виллемита Zn2Si04:Mn2+ в потоке молекул О2 (Ро=2,6 Па, Rh - лента, Т=773 К)

Тобразца, К Pv2(aN1N2)2, с-2 fiv-2n2(0), отн. ед. v2n(0), с-1

400 5.10-3 3,0 0,20

550 8.10-2 41 0,44

Найденная из температурной (аррениусовской) зависимости у2( Т) энергия активации процесса рекомбинации атомов О^ по механизму Л-Х составляет ^=0,1 эВ.

Подобные кинетические кривые люминесценции наблюдаются и при напуске молекул ^О на за-

Можно допустить и гетерогенную диссоциацию молекул оксида азота ^О на поверхности ^О^>О^+^, с последующей излучательной рекомбинацией адсорбированных атомов кислорода. Однако, в такой модели возбуждения люминесценции не находит объяснения существенно различное поведение кинетических кривых люминесценции 2п^Ю4:Мп2+ при наличии предварительно адсорбированных на поверхности образца атомов кислорода (рис. 3) и при их отсутствии, рис. 4. В последнем случае свечение имеет вид адсорболюми-несцентной вспышки, с гораздо меньшей интенсивностью и светосуммой, чем у кинетической кривой люминесценции на рис. 3 (кривая 3) при той же температуре (550 К).

Таким образом, в возбуждении люминесценции образца в потоке ^О важную роль играют предварительно адсорбированные поверхностью атомы

Рис. 3. Вспышки люминесценции виллемита (Хш= 523 нм) при напуске потока молекул N¿0 на Zn2Si04:Mn2+. Плотность потока N¿0 ',5-'020 см~2-с-'. Поверхность образца предварительно заполнена атомами 0-L, полученными от нагретой в 02 Rh-ленты. Температура образца:') 370; 2) 400; 3) 550 К

Рис. 4. Вспышка люминесценции виллемита (Хш,=523 нм) при напуске молекул N-¿0 (¡№0=1,5'1(00 см 2-с ') на «чистую» поверхность Zn2SЮ,^:Mn2+ (прогрев при давлении 1Сг5 Па). Температура образца 550 К

кислорода О-Ь Атомы кислорода «залечивают» дефекты поверхности и исключают адсорболюми-несцентную вспышку. Поверхностная рекомбинация адсорбированных атомов кислорода стимулируется образованием адсорбционного слоя ^О^.

Иной тип кинетических процессов люминесценции виллемита наблюдается при напуске молекул СО (/'СО=1,9.1020 см-2х-1) на 2п^Ю4:Мп2+ со слоем предварительно адсорбированных атомов кислорода (от КЪ-ленты при 7^=1773 К, 15 мин. в атмосфере О2, РО2=2,6 Па, с последующей откачкой). В начальный момент свечение имеет характер ад-сорболюминесцентной вспышки, рис. 5, кривые 1-5. При «низких» температурах образца (Т=300, 370 К, кривые 1, 2), вслед за вспышкой, люминесценция монотонно спадает по закону, характерному для АЛ с учётом «биографической» неоднородности поверхности в отношении энергии активации доминирующей стадии [10], в данном случае, вероятно, процесса ударной рекомбинации:

СО+О^>СО2^+Ну, I (0 = у(1 - е-1’2'), при

300 К (кривая 1), I(?) = (е 0’02> - е~0,473'), при

370 К (кривая 2). Здесь I- отн. ед., / - с. При температурах образца выше 400 К, на кинетической кривой люминесценции начинает проявляться второй максимум, который при 625 К выражен настолько ярко, что заметно превышает по интенсивности начальную вспышку свечения, рис. 5, кривая 5. Спад люминесценции после второго максимума происходит по закону

I (?) = а /(1 + Ы)2, I (?) = 3 -103 /(1 +1, И)2

при 625 К (рис. 5, кривая 5), что характерно для процесса рекомбинации второго порядка по меха-

низму Л-Х. Протекание второй стадии возможно только в присутствии атомов О^ на поверхности. При напуске СО на тот же образец 2п^Ю4:Мп2+, поверхность которого заполнена только молекулярным кислородом О2^, подобных кривых люминесценции с двумя максимумами не наблюдается, а интенсивность почти на два порядка ниже, чем в предыдущем случае, рис. 6.

Сложный характер кинетических кривых люминесценции (рис. 5) обусловлен одновременным протеканием двух процессов рекомбинации. Ударная рекомбинация СО+О^> СО2^ ответственна за начальную вспышку и происходит безактива-ционно - об этом говорит практическая независимость величины вспышки от температуры образца. Вторая - активационная стадия, описывает высокотемпературный максимум на кинетической кривой 1(/) как процесс поверхностной рекомбинации атомов кислорода, стимулированный образующимся адсорбционным слоем. Этот слой преимущественно состоит из молекул СО2^, образующихся при интенсивном окислении налетающих из газовой фазы молекул СО, адсорбированными атомами кислорода О-Ь По мере формирования на поверхности слоя СО2^ при повышенной температуре образца (>400 К) развивается процесс рекомбинации атомов О^ в слое СО2-к

2(0-Ь + СО 2-Ь) ^ > 2(СО 2-Ь) + О 2-Ь + Ь + Му.

Повышение температуры здесь необходимо для ускорения поверхностной диффузии адатомов О^ при участии СО2-Ь Данной модели соответствует квадратичность по / участков разгорания и спада люминесценции, что согласуется с опытом (вторые максимумы на кривых 4, 5, рис. 5). Предположение о доминировании в возбуждении люминесценции одного только типа рекомбинации СО^+О-L>CO2-L+L+Ну по механизму Л-Х [1, 11] приво-

Рис. 5. Вспышки люминесценции виллемита (Х,„Л=523 нм) при напуске потока молекул СО (j0 см~2-с') на поверхность

Zn2SiO4:Mn2+ с предварительно адсорбированными атомами кислорода. Температура образца: ') 300; 2) 370; 3) 400; 4) 550; 5) 625 К. Атомы О, полученные диссоциацией O на Rh-ленте, предварительно адсорбировались на поверхность виллемита в течении '5 мин. при PO+O=2,3 Па и Т=295 К

I отн. ед.

Рис. в. Вспышки люминесценции виллемита (Хш,=523 нм) при напуске потока молекул CO (jCO=',9-'020 см~2с~') на поверхность Zn2SiO4:Mn2+, предварительно заполненную молекулами 02-L (предадсорбция O2 '5 мин. при PO=2,6 Па и Т=295 К). Температура образца: ') 400, 2) 550 К

дит к противоречивому толкованию (протекание процесса без активации и с активацией) различных участков кинетических кривых рис. 5.

Выводы

1. Изучена люминесценция виллемита, возбуждаемая в актах взаимодействия налетающих из газовой фазы невозбужденных молекул (O2, N2O, CO) с предадсорбированными на поверхности атомами кислорода O-L.

2. В случае предварительной адсорбции атомов кислорода на поверхности Zn2SiO4:Mn2+ люминесценция возбуждается за счёт поверхностной ре-

комбинации адсорбированных атомов кислорода O-L, ускоряемой адсорбционным слоем молекул кислорода O2-L или оксида азота N2O-L. Определены кинетические параметры люминесценции виллемита в потоке молекул N2O, О2.

3. В потоке молекул CO кинетическая кривая раз-горания люминесценции Zn2SiO4:Mn2+ имеет более сложный характер с двумя максимумами. Первый из них обусловлен реакцией ударной рекомбинации налетающих молекул CO с предварительно адсорбированными атомами кислорода O-L, а второй - реакцией поверхностной рекомбинации атомов O-L в образующемся адсорбционном слое молекул CO2-L.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Клодель Б., Брейсс М., Фор Л., Генин М. Явления люминесценции на поверхности и модель электронных энергетических уровней полупроводниковых катализаторов // Журнал физической химии. - 1978. - Т. 52. - № 12. - С. 3080-3086.

2. Шигалугов С.Х., Тюрин Ю.И., Стыров В.В., Толмачева Н.Д. Гетерогенная хемилюминесценция катализаторов-кристалло-фосфоров в смеси СО+О // Кинетика и катализ. - 2000. -Т 41. - № 4. - С. 586-592.

3. Шигалугов С.Х. Люминесценция поверхности твердых тел, возбуждаемая в гетерогенных реакциях с участием кислородных и кислородсодержащих частиц: Дис. ... канд. физ.-мат. наук. - Норильск, 1989. - 211 с.

4. Стыров В.В., Толмачева Н.Д., Тюрин Ю.И., Шигалугов С.Х. Гетерогенная хемилюминесценция кристаллофосфоров в продуктах диссоциации диоксида серы // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. - 2000.

- № 4. - С. 68-74.

5. Чистякова Н.В., Плотникова Е.Ю. Статистическое моделирование процесса диффузии атомов кислорода в люминофоре Y2Oз-Bi // Перспективы развития фундаментальных наук: Труды V Междунар. конф. студентов и молодых учёных. - Томск, 2008. - С. 105-107.

6. Шигалугов С.Х., Емельянов В.Н., Катаев А.Н., Тюрин Ю.И. Установка для изучения неравновесных атомно-молекулярных

и электронных процессов на поверхности твердых тел // Радиационно-термические эффекты и процессы в неорганических материалах: Тр. IV Междунар. науч. конф. - Томск, 2004.

- С. 316-320.

7. Бреннан Д. Атомизация двухатомных молекул на металлах // Катализ. Физико-химия гетерогенного катализа // Под ред. С.З. Рогинского. - М.: Мир, 1967. - С. 288-317.

8. Радциг А.А., Смирнов Б.М. Справочник по атомной и молекулярной физике. - М.: Атомиздат, 1960. - 240 с.

9. Басов Л.Л., Котельников В.А., Солоницын Ю.П. Фотодиссоциация простых молекул на окисных адсорбентах // Спектроскопия фотопревращений в молекулах / Под ред. Б.А. Свешникова. - Л.: Наука, 1977. - С. 228-238.

10. Гранкин В.П., Николаев И.А., Стыров В.В., Тюрин Ю.И. Ад-сорболюминесценния кристаллов в молекулярных пучках кислорода // Теоретическая и экспериментальная химия. - 1981.

- Т. 17. - № 6. - С. 757-773.

11. Breysse М., Claydel В., Faure L., Guenin М. Chemiluminescence induced Ьу catalysis. Part III. Luminescent transitions of Europium ions in a Thoria matrix during the catalysis of carbon monoxide oxidation // Rare Earths Mod. Sci. and Technol. - N.Y.-L., 1978. -Р. 99-105.

Поступила 25.11.2008 г.

УДК 539.21

ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ, ИНИЦИИРУЕМАЯ ПРЕДАДСОРБИРОВАННЫМИ МОЛЕКУЛЯРНЫМИ ЧАСТИЦАМИ

Ю.И. Тюрин, С.Х. Шигалугов*, В.Н. Емельянов*, А.Н. Катаев*, Ю.В. Маловичко*, Е.Ю. Плотникова

Томский политехнический университет E-mail: tyurin@tpu.ru *Норильский индустриальный институт E-mail: fizika@norvuz.ru

Изучена гетерогенная люминесценция, возбуждаемая при напуске потока молекулярных кислородосодержащих частиц на люминофоры Zn2SiO4:Mn и Y-2O-3:Bi3+, поверхности которых предварительно заполнены молекулами оксида углерода, кислорода или оксида азота. Определены скорости и сечения процессов рекомбинации N2O+CO-L-^CO2-L+N2 (a=5'1022 см2, 400 К); O2+CO-L-+CO3-L (сг=2-Ю-22см2, 400 К); CO+O2-L-+CO3-L (сг=2-Ю-22см2, 550 К); CO+NO-L-^^-L+N (п=7-1Сг22см2, 550 К) на образцах Zn2SiO4:Mn, Y2O-3:Bi.

Ключевые слова:

Поверхность, люминесценция, твердое тело, адсорбция атомов, рекомбинация атомов, кислородосодержащие частицы.

Введение

Гетерогенная хемилюминесценция (ГХЛ) - люминесценция, возбуждаемая при протекании химических реакций на поверхности твердых тел [1, 2].

Возбуждение ГХЛ осуществляется в актах сильноэкзотермических превращений на поверхности и в процессах электронного обмена между твердым телом и адсорбатом.

Такими актами являются адсорбция атома или молекулы, чаще всего кислорода, на поверхностной анионной вакансии или атоме избыточного метал-

ла оксида и стадия рекомбинации ранее адсорбированных атомов между собой или ударной рекомбинации адсорбированного атома с газофазным.

Твердое тело стабилизирует продукты реакции, являясь акцептором энергии колебательного и электронного возбуждения и преобразует энергию химической реакции в энергию люминесцентного излучения. Кинетические, стационарные и спектральные характеристики ГХЛ определяются элементарными актами взаимодействия газ-поверхность и могут быть использованы в качестве метода наблюдения, контроля и изучения как активной