CENTROS DE COLOR

CENTROS DE COLOR
Un centro de color es un defecto puntual en una
estructura cristalina que produce color.
Antonio Lara
Rafael Rubio
DEFECTOS EN CRISTALES IÓNICOS
  Frenkel: 1 vacante y 1 ión intersticial
  Schottky: 2 vacantes
El cristal sigue siendo neutro
Estos defectos están en todos los cristales en un 0.01% aproximadamente
CENTROS DE COLOR
La radiación EM puede desplazar iones (defectos Frenkel y Schottky) o arrancar
electrones de los iones (lo más común). Estos electrones vuelven a sus iones, pero
pueden quedar atrapados en una vacante que ya existiera.
CENTROS F
  Eb: energía de bleaching (“blanqueo”): aumentando
T se pierde el color.
  Ea: energía del pico de absorción
En haluros alcalinos (F,Cl,Br,I,...+ Li,Na,K,Cs,...) se ha
observado
Ea=17.4/d1.83 [eV]
≈1 centro F por cada 10000 iones para
cristales altamente coloreados
CENTROS F
APLICACIÓN 1
PIEDRAS PRECIOSAS
CaF2
Fluorita púrpura que adquiere su color debido a centros F
Al2O3 sin dopar
Al2O3 dopado con Cr3+ (rubí)
APLICACIÓN 2
LENTES FOTOCROMÁTICAS
Las lentes se oscurecen (se ahúman) bajo la acción de los rayos ultravioleta presentes
en la luz solar, cuando estamos en la calle, pero en lugares de interior las lentes ganan
claridad gracias a que la red se ordena a temperatura ambiente y no están sometidas a
los rayos ultravioleta.
APLICACIÓN 3
DIODOS LED
Desde los 60´s se usan LED a nivel industrial, tenían poca intensidad y trabajaban en
rojo, verde y amarillo.
Los diodos azules fueron creados a finales de los 90´s.
Se ha necesitado la capacidad de trabajar con dopantes específicos y en
concentraciones muy concretas. Los laboratorios que trabajan en UHV están ahora en
condiciones de fabricar estructuras complejas con propiedades de semiconductores
variado a la micra e incluso a nivel nanométrico.
APLICACIÓN 4
LASER DE ESTADO SOLIDO
Modificando el gap de semiconductores mediante dopantes por defecto o
por exceso de electrones podemos modificar la frecuencia de emisión del
laser.
Los láseres de estado solido son muy útiles debido a que son
extremadamente pequeños y requieren muy poca potencia de entrada
Estructura de bandas del primer laser: Laser de rubí (1960 Maiman)
Absorbe las frecuencias azul y verde y emite en la frecuencia del rojo 694,3
nm
Problema
Considerar al electrón confinado en un centro F en NaCl como una partícula
encerrada en un pozo infinito de potencial, de anchura a (a es el parámetro de red,
564.02 pm).
Suponer un salto de energía entre los niveles permitidos debido a la absorción de
un fotón.
Estudiar la validez de este modelo, sabiendo que el pico de absorción (la energía
de un fotón) de luz debido a los centros F tiene un valor de 2.7 eV.