20.3_色心

束缚于负离子空位的电子主要分布在近邻晶格空位的 诸正金属离子上
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固体物理导论
第 20 章 点缺陷
20.3 色心
当超量的碱金属原子加入到卤化碱晶体中时，就会产 生相应个数的负离子空位。碱金属原子的价电子并不被原 子束缚，最终被束缚于一个负离子晶格空位
在完整晶格中，一个负离子晶格空位的作用犹如一个 孤立的正电荷，它能吸引一个电子并将它束缚
p6s 组态像一球对称的离子； p5 却像一个非对称的离 子，并通过杨-特勒 (Jahn-Teller) 效应使其在晶体中的近邻 局域常发生畸变
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第 20 章 点缺陷
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F 心的反形体是一个被陷俘于一正离子晶格空位的空 穴，但这中色心还没有在卤化碱晶体的相关实验中被证实
绝缘体氧化物中的O-(称为 V-)缺陷是典型的空穴色心
最典型的空穴色 心是 VK 心。卤化碱 晶 心类似于一负的卤族分 子离子。如 KCl 中，它像
一
Cl
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离子
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F 心是卤化碱晶体中最简单的俘获电子中心，其光吸 收是由于中心通过电偶跃迁跃至一个束缚激发态所引起
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20. 3. 2 卤化碱晶体中的其他色心
F 心六个最近邻离子中的某一个若为另一个不同的碱 金属离子所代换，就成为 FA 心
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纯净卤化碱晶体在光谱的整个可见光波段中是透明的
色心是能吸收可见光的晶体缺陷
寻常的晶格空位并不使卤化碱晶体赋色，虽然它会影 响紫外区的吸收。有好几种方法可使晶体赋色
引入化学杂质 引入过量的金属离子 X 射线或 g 射线辐射，中子或电子轰击 电解
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复合的俘获电子中心由 F 心小组构成
两个相邻的 F 心构成一个 M 心
三个相邻的 F 心构成一个 R 心 这是 NaCl 结构中 [111] 面上的 一组三个负离子空位+三个电子
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也能通过俘获空穴而形成色心
空穴色心有别于电子色心：卤素离子填满的 p6 壳层中 出现一个空穴将使此离子具有正电子组态 p5，而在 p6 壳层 已填满的碱金属离子中添加一电子其电子组态即为 p6s
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20. 3. 1 F 心
名字“F 心”来自德文 Farbe (彩色) 一词。一般产生 色心的方法是将晶体在过量碱金属中加热或用 X 射线辐射
卤化碱晶体中与 F 心联系的中心吸收带 ( F 带)
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用电子自旋共振方法对 F 心的研究表明，它由一个负 离子晶格空位束缚一个电子构成