Theory of Thermoluminescence and Related Phenomena pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:World Scientific Pub Co Inc

作者:Chen, Reuven/ McKeever, S. W. S.

出品人:

页数:559

译者:

出版时间:

价格:1060.88元

装帧:HRD

isbn号码:9789810222956

丛书系列:

图书标签:

• Thermoluminescence
• Radiation Dosimetry
• Solid State Physics
• Materials Science
• Luminescence
• Defect Physics
• Crystal Defects
• Optical Properties
• Archaeology
• Geochronology

好的，这是一本关于高温致冷与相关现象理论的图书简介，内容详尽，专注于物理、化学以及材料科学的交叉领域，避开您提到的具体书名及其内容。 --- 《凝聚态物质中的热释光与弛豫过程：理论模型与实验表征》 图书简介 本书深入探讨了凝聚态物质体系在受到高能辐射（如紫外光、X射线、$gamma$射线）激发后，存储能量并在后续加热过程中以光的形式释放出来的复杂物理化学过程——热释光现象（Thermoluminescence, TL）。同时，本书还将热释光现象置于更广阔的“辐射诱发弛豫过程”的框架下进行考察，涵盖了光致放热（Photostimulated Luminescence, PSL）、弛豫弛豫（Persistent Luminescence, PersL）等相关现象，为读者构建一个全面而深入的理论理解。 本书旨在为材料物理学家、固态化学家、辐射物理研究者以及研究生提供一个严谨的、具有前瞻性的理论框架和实验指导。我们不再将热释光视为一个孤立的现象，而是将其视为晶格缺陷、载流子动力学、以及电子-声子耦合的综合体现。 第一部分：基础理论与晶体缺陷物理 本书的开篇部分奠定了理解热释光现象的必要基础。我们首先回顾了固体物理学中晶格结构、能带理论和缺陷化学的基础知识。重点讨论了点缺陷（如空位、间隙原子、杂质取代离子）在离子晶体、共价晶体和半导体中的形成机制、电子结构及能级位置。 1.1 辐射损伤与载流子生成： 详细分析了高能辐射与物质相互作用的物理机制，特别是光生电子-空穴对的产生效率、能量转移路径以及它们在晶格中的初始空间分布。我们引入了经典的空间弛豫模型和激子动力学模型来描述这些初始载流子的行为。 1.2 陷阱态与发光中心： 核心内容在于对“陷阱”（Traps）和“发光中心”（Luminophores）的物理描述。陷阱态被视为能量局域化的缺陷或缺陷团簇，它们捕获辐射产生的自由载流子。我们使用半经验模型和第一性原理计算结果来确定不同晶体材料中常见陷阱的有效势能、激活能（Activation Energy, $E_a$）和俘获截面。发光中心则被描述为能级结构允许电子-空穴复合并发光跃迁的特定原子结构。 1.3 载流子俘获与迁移动力学： 详细推导了载流子在晶格中的扩散方程，讨论了载流子从“自由态”到“陷阱态”的俘获速率方程。这些速率方程的建立依赖于对载流子-声子相互作用强度的精确估计。 第二部分：热释光动力学建模 本书的精髓在于对热释光过程的定量动力学描述。我们超越了传统的“一阶”、“二阶”解析解模型，引入了更具普适性的非等温弛豫理论。 2.1 经典的Glow Curve分析： 严格复习了Lorentzian、Sharp、Chen等解析模型，并分析了它们在特定物理假设（如单能陷阱、陷阱密度均匀分布）下的适用性局限性。我们重点阐述了热激活的再激活过程——载流子从陷阱态被热激发到导带（或价带）的能力，并将其与发光中心复合的速率耦合。 2.2 广义热激发模型（Generalized Thermal Activation）： 引入了基于速率方程的数值模拟方法，用于解决复杂的、多能级陷阱系统。我们详细探讨了“峰形分析法”（Peak Shape Analysis）在确定陷阱参数中的优势，特别是当陷阱分布宽泛时，如何通过分析峰形不对称性和峰温依赖性来精确解耦不同弛豫路径。 2.3 弛豫时间常数与热稳定性： 建立了陷阱寿命、热弛豫时间常数与材料微观结构（如晶格应力、晶界密度）之间的联系。这部分内容对评估材料在实际工作环境（如高温或强辐射场）下的长期稳定性至关重要。 第三部分：相关现象的耦合与先进表征 为了提供一个更全面的视角，本书探讨了热释光与其他辐射诱发光物理现象的内在联系，强调了机制的共通性。 3.1 光致弛豫与陷阱填充： 讨论了光致放热（PSL）——通过特定波长的光而不是热来激发载流子从陷阱态跃迁到发光中心的过程。我们建立了一个耦合的光激发与热激发模型，用于解释在多模式刺激下（如先光照后加热）的复杂光子输出。 3.2 弛豫弛豫（PersL）的慢弛豫机制： 重点分析了在室温甚至低温下仍能持续发光的现象。这涉及到极深能级的陷阱，其激活能极高，载流子跃迁时间尺度远超人类可感知的范畴。我们采用“分数阶微积分”或“广义减速函数”来描述这种非指数衰减过程。 3.3 实验技术与先进表征： 提供了热释光分析（TL）、光致放热（PSL）以及时间分辨光致发光（TRPL）的实验操作指南和数据处理方法。特别强调了使用同步辐射光源进行高分辨率光谱分析和利用变温傅里叶变换红外光谱（Variable Temperature FTIR）来同时监测缺陷态填充和晶格振动模式变化的交叉验证策略。 结论与展望 本书总结了当前对热释光及其相关现象的理解，指出了现有模型的局限性，特别是对于非晶态材料和纳米结构中的局域化效应描述不足的问题。未来的研究方向将集中在如何利用机器学习和密度泛函理论（DFT）计算来精确预测新型发光材料中缺陷的激活能谱，并实现对复杂材料体系中载流子动力学的实时、非侵入式调控。 本书的深度和广度，使其成为固体物理、光电子学和辐射防护领域研究人员不可或缺的参考工具书。

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