Abklingung und Mechanismus der Lumineszenz von Gasen bei Anregung durch schnelle Elektronen

Abstract

In mit schnellen Elektronen (50 keV) beschossenen Gasen (N2, O2, H2, CO2, Ne, Xe, Ar/N2, He/Ne und Mischungen aller Gase mit N2) von hohem Druck (bis 700 Torr) wird der Leucht- und Löschmechanismus untersucht. In erster Linie werden Abklingzeiten und Spektren gemessen. Bei den meisten Gasen, wie H2, O2, CO2 und Ne, ergibt sich für die Abklingzeit als Funktion des Drucks entsprechend der Löschung durch Stöße zweiter Art: τ (p) =r0/(1+p/p′). Dabei ist T0 die Abklingzeit des ungestörten angeregten Zustands. Bei einigen Gasen, wie N2 und Xe, liegt kein solch einfacher Zusammenhang zwischen Abklingzeit und Druck vor. Dies wird durch Bevorzugung einzelner Übergänge in verschiedenen Druckbereichen erklärt. Bei Gasmischungen läßt sich aus dem Verlauf der Abklingzeit der Energieübertragungsmechanismus erklären. So wird bei einer He/N2-Mischung das N2 durch metastabile He-Atome angeregt, bei Ne/N2 das N2 durch Energieübertragung aus hochangeregten Ne-Zuständen. Komplizierter sind die Verhältnisse in einer Ne-He-Mischung. Hier tritt Anregung des Ne durch metastabile He-Atome und durch Stöße mit He-Atomen auf, die sich nach ihrer Ausstrahlung im Sichtbaren in 2 p-Zuständen befinden. H2 , O2 und CO2 löschen die N2-Lumineszenz im wesentlichen nur durch Stoß.