Γιατί το κίτρινο οξείδιο του ψευδαργύρου ενώ είναι ζεστό και λευκό κρύο;

Το οξείδιο του ψευδαργύρου (ZnO) εμφανίζεται κίτρινο όταν είναι ζεστό και λευκό όταν κρύο λόγω ενός φαινομένου που ονομάζεται θερμική φωταύγεια . Εδώ είναι μια κατανομή:

1. Ηλεκτρονική δομή:

* Το ZnO διαθέτει ένα ευρύ χάσμα ζώνης: Αυτό σημαίνει ότι απαιτεί μια σημαντική ποσότητα ενέργειας για να διεγείρει ένα ηλεκτρόνιο από τη ζώνη σθένους στη ζώνη αγωγιμότητας.

* ελαττώματα στην κρυσταλλική δομή: Οι κρύσταλλοι ZnO συχνά περιέχουν ελαττώματα όπως κενές θέσεις (που λείπουν άτομα) ή ακαθαρσίες. Αυτά τα ελαττώματα δημιουργούν επίπεδα ενέργειας μέσα στο κενό της ζώνης.

2. Θερμική φωταύγεια:

* Όταν θερμαίνεται: Η αυξημένη θερμική ενέργεια διεγείρει ηλεκτρόνια από τη ζώνη σθένους στα επίπεδα ενέργειας ελαττωμάτων.

* εκπομπή φωτός: Όταν αυτά τα διεγερμένα ηλεκτρόνια επιστρέφουν στην κατάσταση του εδάφους τους, απελευθερώνουν ενέργεια με τη μορφή φωτός. Αυτό το εκπεμπόμενο φως εμπίπτει στο κίτρινο-πορτοκαλί τμήμα του ορατού φάσματος, δίνοντας στο Zno το κίτρινο χρώμα του.

3. Σε κρύες θερμοκρασίες:

* Μειωμένη θερμική ενέργεια: Σε χαμηλότερες θερμοκρασίες, υπάρχει λιγότερη θερμική ενέργεια για να διεγείρουν ηλεκτρόνια.

* Δεν υπάρχει ορατή εκπομπή φωτός: Ως αποτέλεσμα, λιγότερα ηλεκτρόνια είναι ενθουσιασμένα με τα επίπεδα των ελαττωμάτων και δεν υπάρχουν ελάχιστες ή καθόλου ορατές εκπομπές φωτός.

4. Λευκή εμφάνιση:

* Αντανάκλαση όλων των μήκους κύματος: Όταν το ZnO δεν εκπέμπει φως, αντικατοπτρίζει όλα τα μήκη κύματος του ορατού φωτός εξίσου, καθιστώντας το λευκό.

Συνοπτικά: Το κίτρινο χρώμα του ζεστού ZnO οφείλεται σε θερμική φωταύγεια που προκαλείται από διεγερμένα ηλεκτρόνια σε επίπεδα ενέργειας ελαττωμάτων, ενώ η λευκή εμφάνισή του σε ψυχρές θερμοκρασίες οφείλεται στην απουσία αυτής της εκπομπής φωτός.