المنشط (الفوسفور)

في المواد الفسفورية والوميضية ، يكون المنشط هو العنصر المضاف كمادة مضافة إلى بلورة المادة لإنشاء النوع المطلوب من عدم التجانس.

في ظاهرة التلألؤ ، لا يُصدر الضوء إلا جزء صغير من الذرات، يُسمى مراكز الانبعاث أو مراكز التلألؤ . في المواد الفسفورية غير العضوية، تُنشأ هذه التباينات في البنية البلورية عادةً بإضافة كمية ضئيلة من الشوائب ، تُسمى المُنشطات . (في حالات نادرة، قد تلعب الانخلاعات أو عيوب بلورية أخرى دور الشوائب). يعتمد الطول الموجي المنبعث من مركز الانبعاث على الذرة نفسها، وتوزيعها الإلكتروني ، وعلى البنية البلورية المحيطة بها.

تعمل المنشطات على إطالة مدة الانبعاث (التوهج اللاحق). في المقابل، يمكن استخدام مواد أخرى (مثل النيكل ) لإخماد التوهج اللاحق وتقصير فترة اضمحلال خصائص انبعاث الفوسفور.

يعتمد التكوين الإلكتروني للمنشط على حالة أكسدته ، وهو أمر بالغ الأهمية لانبعاث الضوء. تُعد أكسدة المنشط إحدى الآليات الشائعة لتدهور الفوسفور. كما أن توزيع المنشط في البلورة له أهمية كبيرة. يمكن أن يؤدي انتشار الأيونات إلى استنزاف المنشطات من البلورة، مما ينتج عنه فقدان الكفاءة. هذه آلية أخرى لتدهور الفوسفور.

تُعزى عملية التلألؤ في المواد غير العضوية إلى بنية النطاقات الإلكترونية الموجودة في البلورات . يمكن لجسيم وارد أن يُثير إلكترونًا من نطاق التكافؤ إلى نطاق التوصيل أو نطاق الإكسيتون (الذي يقع أسفل نطاق التوصيل مباشرةً ويفصله عنه فجوة طاقة ) . يُخلّف هذا ثقبًا مرتبطًا به في نطاق التكافؤ. تُنشئ الشوائب مستويات إلكترونية في فجوة الطاقة المحظورة . الإكسيتونات عبارة عن أزواج إلكترون-ثقب ضعيفة الارتباط تتجول عبر الشبكة البلورية حتى يتم التقاطها ككل بواسطة مراكز الشوائب. ثم تُزال إثارتها بسرعة عن طريق إصدار ضوء التلألؤ (المكون السريع). في حالة المواد المتلألئة غير العضوية ، تُختار شوائب التنشيط عادةً بحيث يكون الضوء المنبعث في نطاق الضوء المرئي أو الأشعة فوق البنفسجية القريبة حيث تكون المضاعفات الضوئية فعالة. أما الثقوب المرتبطة بالإلكترونات في نطاق التوصيل فهي مستقلة عن نطاق التوصيل. تُحتجز تلك الثقوب والإلكترونات تباعًا بواسطة مراكز الشوائب، مما يُثير حالات شبه مستقرة معينة لا يمكن للإكسيتونات الوصول إليها. ويؤدي التباطؤ في إزالة إثارة تلك الحالات الشبه مستقرة للشوائب، نتيجة الاعتماد على آلية محظورة ذات احتمالية منخفضة ، إلى انبعاث الضوء (المكون البطيء).

يُعدّ المُنشِّط العامل الرئيسي الذي يُحدِّد طول موجة انبعاث الفوسفور. ومع ذلك، يُمكن لطبيعة البلورة المضيفة أن تُؤثِّر إلى حدٍّ ما على طول الموجة أيضًا.

يمكن استخدام المزيد من المنشطات في وقت واحد.

من الأمثلة الشائعة للمنشطات ما يلي:

• يُضاف النحاس بتركيز 5 جزء في المليون إلى كبريتيد الزنك المنشط بالنحاس ، ويُستخدم في المواد المضيئة في الظلام والفوسفور الأخضر لشاشات CRT ؛ توهج طويل الأمد
• يُضاف الفضة إلى كبريتيد الزنك لإنتاج مادة فسفورية/وميضية تُستخدم في أقراص الراديوم ، وأجهزة سبينثاريسكوب ، وكمادة فسفورية زرقاء شائعة في شاشات CRT الملونة، وإلى كبريتيد الزنك - كبريتيد الكادميوم المستخدم كمادة فسفورية في شاشات CRT بالأبيض والأسود (حيث تحدد نسبة ZnS/(Zn,Cd)S توازن اللون الأزرق/الأصفر للون الأبيض الناتج)؛ توهج قصير بعد التوهج
• اليوروبيوم (II)، المضاف إلى ألومينات السترونتيوم ، يستخدم في المواد عالية الأداء التي تتوهج في الظلام، مع توهج طويل جدًا؛ مع مواد مضيفة أخرى، يستخدم بشكل متكرر كمصدر باعث للضوء الأحمر في شاشات CRT الملونة والأضواء الفلورية .
• يُضاف السيريوم إلى غارنيت الألومنيوم الإيتريوم المستخدم في الثنائيات الباعثة للضوء الأبيض ، ويتم إثارته بالضوء الأزرق ويصدر ضوءًا أصفر.
• يُستخدم الثاليوم في بلورات الوميض المصنوعة من يوديد الصوديوم ويوديد السيزيوم للكشف عن أشعة جاما ولتحليل طيف جاما.

يُعد الساماريوم (II) منشطًا تم اكتشافه حديثًا ، ويُضاف إلى فلوريد الكالسيوم. يُعتبر الساماريوم (II) من المواد القليلة التي تم الإبلاغ عنها والتي توفر وميضًا فعالًا في المنطقة الحمراء من الطيف، وخاصة عند تبريدها بالثلج الجاف. ^{[ 1 ]}