F-Zentrum

F-Zen|t|rum: Abk. für ↑ Farbzentrum.

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F-Zentrum,

 

Farbzentrum, in Ionenkristallen (v. a. Alkalihalogenidkristallen) ein Elektron, das im Kristallgitter den Platz eines fehlenden negativen Ions eingenommen hat und mit jeweils einem der benachbarten Metallionen ein neutrales Atom bildet; dieser (lokalisierte) gebundene Zustand besitzt Zustände diskreter Energie oberhalb des Valenzbandes (Bändermodell) des Kristalls. Die F-Z. können durch Bestrahlung des Kristalls mit UV-, Röntgen- oder Kathodenstrahlen, durch Anlegen einer Spannung von einigen hundert Volt bei Temperaturen von etwa 500 K oder durch Erhitzen des Kristalls in einem geeigneten Metalldampf erzeugt werden; dabei werden Dichten von 10¹⁸ bis 10²⁰ F-Z. pro cm³ erreicht. Die vorher farblosen, durchsichtigen Kristalle werden durch die Entstehung der F-Z. charakteristisch gefärbt (z. B. Lithiumchlorid gelb, Cäsiumchlorid blau) und bekommen typische Absorptionsbanden, die F-Banden. Nach Anregung der F-Z. tritt Lumineszenz ein; höhere Anregungen können zu Zuständen im Leitungsband führen, die eine lichtelektrische Leitfähigkeit bewirken. Das zum F-Z. inverse Zentrum, bei dem ein Defektelektron (Elektronenloch) den Platz eines fehlenden positiven Ions einnimmt, wird als H- oder V-Zentrum bezeichnet.