Lezione 16 Scintillatori - Fisica

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exciton band activation centres (impurities) scintillation (200-600nm) luminescense Lezione 16 Scintillatori inorganici Quando una particella entra in un cristallo possono accadere 2 processi: conduction band electron quenching excitation hole valence band traps E g i. si eccita un elettrone dalla banda di valenza in quella di conduzione, creando così un elettrone ed una lacuna liberi. (ionizzazione) ii. si crea un eccitone spostando un elettrone dalla banda di valenza in quella degli eccitoni (posta appena al di sotto della banda di conduzione). In questo caso elettrone e lacuna rimangono legati, ma possono muoversi liberamente (in coppia) nel cristallo.(eccitazione) Se il cristallo contiene delle impurità (sono necessarie), si possono creare localmente dei livelli elettronici nella banda delle energie proibite. Gli atomi di impurità sono chiamati centri attivatori. Se una lacuna libera od una lacuna di un eccitone incontra uno di questi centri attivatori, può ionizzare uno di questi atomi di impurità. Se ora arriva un altro elettrone, questo cade nel buco (lacuna) lasciato dalla ionizzazione precedente si emette luce ( se tale modo di diseccitazione è permesso). Se la transizione avviene senza emissione di radiazione (rapida) l’impurità diventa una trappola e l’energia può essere persa in altri modi o con tempi lunghi. Spesso si hanno 2 costanti di tempo: ricombinazione rapida dai centri di attivazione (ns-µs) ricombinazione ritardata (trappole) (~100 ms) Rivelatori di Particelle 12
Lezione 16 Scintillatori inorganici L’emissione di luce dai cristalli scintillanti dipende fortemente dalla temperatura: BGO (From Harshaw catalog) PbWO 4 Rivelatori di Particelle 13
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