2. Photoluminescence
La luminescence produite par l'absorption de photons ultraviolets ou visibles est appelée photoluminescence.
Lorsqu'un centre est excité par un seul photon d'énergie hνa et qu'il n'y a pas intervention d'énergie thermique, celui-ci peut retourner à l'état fondamental en émettant un photon d'énergie hνe telle que l'on ait : he ≤ hνa (loi de Stokes).
D'après ce qui a été dit précédemment sur les mécanismes d'excitation et d'émission de la luminescence, chaque centre pourra absorber un photon dont l'énergie dépendra du niveau vibrationnel de l'état fondamental électronique ainsi que du niveau excité. Pour l'ensemble des centres, les transitions peuvent s'effectuer entre niveaux vibrationnels différents des mêmes états électroniques : le spectre d'absorption s'étendra donc sur un certain domaine spectral pouvant atteindre plusieurs dixièmes d'électron-volt. Ce qui vient d'être dit est valable mutatis mutandis pour l'émission lumineuse.
La figure montre les spectres d'absorption et d'émission d'un monocristal contenant des dopants. On distingue la région d'absorption fondamentale A (caractéristique du cristal) et la région de l'absorption par impureté AC. La bande d'émission E provient des centres excités qui retournent à leur état fondamental. Le spectre d'émission est caractéristique des dopants pour un réseau cristallin donné, ainsi le sulfure de zinc dopé au cuivre ZnS : Cu (on note le dopant en mettant : après le corps dopé) émet dans le bleu et le vert alors que le sulfure de zinc dopé au manganèse ZnS : Mn émet dans le jaune. Les maximums correspondants sont situés respectivement à 460 nm, 520 nm et 585 nm (1 nm = 10-9 m).
Un même dopant peut émettre différemment dans deux types de cristaux différents, ainsi Mn a une émission jaune dans ZnS et une émission verte dans Zn2SiO4.
Ce qui précède suppose que le centre est excité à la suite de l'absorption d'un seul photon. Cependant, dans certains cas, un centre peut être excité par absorptions successives de plusieurs photons ; dans ce […]
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