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Lexikon der Optik: Phosphoreszenz

Phosphoreszenz, spezielle Form der Lumineszenz, bei der es zwischen der Absorption und der Emission zu einer Energiespeicherung kommt, indem das für die Emission verantwortliche Elektron in einem Haftterm über mehr oder weniger lange Zeit festgehalten wird. Durch diese Energiespeicherung unterscheidet sich die P. von der Fluoreszenz. Früher hat man die P. lediglich durch ihre lange Ausstrahlungsdauer nach der Erregung von der Fluoreszenz unterschieden. Die P. der Kristallphosphore kann mit Hilfe des Bändermodells (s. Abb., Übergänge a und b) erklärt werden. Durch Absorption der Anregungsenergie wird ein Elektron von V nach L gehoben, diffundiert unter Energieabgabe an das Kristallgitter an den unteren Rand von L, wo es in H eingefangen wird (Energiespeicherung). Das in V vom Elektron zurückgelassene Loch wandert indes an den oberen Rand von V und wird von einem in A befindlichen Elektron aufgefüllt (Rekombination). Erst jetzt ist ein Übergang von L nach A unter Aussendung von Strahlung möglich. Voraussetzung ist, daß das in H gefangene Elektron durch Energieaufnahme nach L gelangt, um darauf von L nach A überzugehen. Die Frequenz der emittierten Strahlung ist von der Lage der Terme A abhängig. Die Strahlungsintensität der P. ist temperaturabhängig. P. findet bei Temperaturen statt, für die kT>E gilt (k Boltzmann-Konstante, E Aktivierungsenergie). Bei hohen Temperaturen werden die eingefangenen Elektronen infolge ihrer Wechselwirkung mit den Gitterschwingungen sehr schnell wieder freigesetzt. Bei tiefen Temperaturen (kT

E
) kann die P. "einfrieren". Wegen der begrenzten Zahl von Elektronenfallen kann die gespeicherte Strahlungsenergie, die Lichtsumme, und damit auch die Phosphoreszenzintensität einen Maximalwert nicht überschreiten.

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