硫增感氯化银微晶光电子衰减特性动力学研究

摘要

本工作借助于微波吸收介电谱检测技术，系统检测了硫与硫加金增感立方体氯化银微晶光电子的时间分辨谱。根据光电子衰减谱随增感条件的变化，分析了增感中心在不同增感时间下的陷阱效应问题。发现随增感时间的增加，硫增感中心的陷阱效应发生了由空穴陷阱效应到浅电子陷阱效应再到深电子陷阱效应的转变；硫加金增感中心陷阱效应发生了由浅电子陷阱效应到深电子陷阱效应的转变。
　　 根据已有的研究卤化银动力学关系的基本能级模型，结合实验条件和光电子衰减特性建立了本工作所需要的氯化银微晶具体能级模型，此模型中包含一个固有浅电子陷阱、两个固有深电子陷阱和一个由增感引入的俘获中心。对模型中各种陷阱单独存在时对光电子衰减的影响进行了探讨。发现，由增感引入的陷阱对光电子整个衰减过程都有影响，随增感引入的空穴陷阱浓度的增加，光电子的衰减减慢，浓度越大，光电子衰减越慢，而深度变化对光电子的衰减几乎不产生影响；由增感引入的浅电子陷阱，随其浓度的增加光电子衰减前期加快，后期减慢，总体效果使得光电子衰减时间变长，在浅电子陷阱范围内，深度变化对光电子衰减没有影响；由增感引入的深电子陷阱浓度的增加使光电子衰减的整个过程加快，光电子衰减时间变短，深度只影响最终衰减量。
　　 通过计算机求解动力学方程，得到了不同增感时间下光电子衰减特性曲线和增感乳剂中陷阱的浓度、深度等参数，据此对硫增感氯化银微晶中光电子的衰减特性进行了理论分析。发现：当增感时间较短时，微晶中形成的大硫化银分子团簇很少，硫增感产物主要以硫化银分子形式存在，此时增感中心起空穴陷阱效应，并且随空穴陷阱浓度的增加，光电子整个衰减过程减慢，衰减时间变长；随增感时间的增加，硫聚集体中硫化物分子数量开始增加，增感中心的陷阱效应由空穴陷阱效应转变为浅电子陷阱效应；当增感时间很大时，就会加剧增感中心的团簇聚集，使陷阱深度逐渐加深同时新的深电子陷阱数目逐渐增加，增感中心的陷阱效应发生变化，逐渐表现为较深电子陷阱的特点，并随深电子陷阱浓度的增加，光电子衰减过程加快，衰减时间变短。
　　 结合建立的具体能级模型，通过求解光电子衰减动力学方程对硫加金增感氯化银微晶光电子衰减特性进行了研究，得到了增感乳剂中电子陷阱的浓度、深度等参数。结果发现：当增感时间不同时，硫加金增感中心的团簇聚集情况不同，随增感时间的增加，增感中心的团簇聚集逐渐加剧，从而使陷阱深度逐渐加深，电子陷阱的作用发生变化。同时发现：当增感中心表现为同一种陷阱效应时，浓度的变化对光电子衰减产生的影响较明显，即增感时间对光电子衰减产生的影响是通过改变微晶中陷阱的数目来实现的。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

第2章 潜影形成与硫增感

2.1潜影形成

2.2硫增感

2.2.1硫增感中心的形成过程

2.2.2硫化银形成的动力学

2.2.3硫增感中心的分布及变化

2.2.4硫增感的陷阱效应

2.3影响硫增感的因素

第3章 样品制备及检测原理

3.1样品制备

3.2光电子时间行为的检测方法

3.3光电子时间行为的检测

3.3.1检测原理

3.3.2检测装置

3.4光电子时间行为的检测结果

第4章 光电子衰减过程的动力学分析

4.1卤化银微晶的基本模型和动力学方程

4.2硫增感氯化银微晶的具体模型和动力学方程

4.3纯氯化银微晶中陷阱参数的确定

4.4模型中陷阱各参数变化对光电子衰减的影响

4.4.1固有表面浅电子陷阱对光电子衰减的影响

4.4.2固有表面深电子陷阱对光电子衰减的影响

4.4.3固有内部深电子陷阱对光电子衰减的影响

4.4.4引入的空穴陷阱对光电子衰减的影响

4.4.5引入的浅电子陷阱对光电子衰减的影响

4.4.6引入的深电子陷阱对光电子衰减的影响

4.5小结

第5章 硫增感对光电子衰减行为的影响及动力学分析

5.1不同增感时间下光电子的衰减行为

5.2增感时间不同时增感中心陷阱效应的变化

5.3光电子衰减过程的动力学分析

5.3.1空穴陷阱效应动力学分析

5.3.2浅电子陷阱效应动力学分析

5.3.3深电子陷阱效应动力学分析

第6章 硫加金增感对光电子衰减行为的影响及动力学分析

6.1增感时间对光电子衰减的影响

6.2光电子衰减过程的动力学分析

6.3小结

结束语

参考文献

附录 硕士期间已公开发表的学术论文

致 谢