Activator (phosphor)
फॉस्फ़र्स और सिंटिलेटर में, सक्रियक वह तत्व है जिसे वांछित प्रकार की गैर-समरूपता बनाने के लिए सामग्री के क्रिस्टल में डोपेंट के रूप में जोड़ा जाता है। प्रकाश में, परमाणुओं का केवल एक छोटा सा अंश, जिसे उत्सर्जन केंद्र या प्रकाश केंद्र कहा जाता है, प्रकाश का उत्सर्जन करता है। अकार्बनिक फॉस्फोरस में, क्रिस्टल संरचना में ये असमरूपताएं आमतौर पर डोपेंट की एक अल्प मात्रा को जोड़कर बनाई जाती हैं, अशुद्धियों को सक्रियक कहा जाता है। (दुर्लभ मामलों में विस्थापन या अन्य क्रिस्टल दोष अशुद्धता की भूमिका निभा सकते हैं।) उत्सर्जन केंद्र द्वारा उत्सर्जित तरंग दैर्ध्य परमाणु, उसके इलेक्ट्रॉनिक विन्यास और आसपास की क्रिस्टल संरचना पर निर्भर करता है। सक्रियक उत्सर्जन समय (आफ्टरग्लो) को बढ़ाते हैं। बदले में, अन्य सामग्रियों (जैसे निकल) का उपयोग बाद की चमक को बुझाने और फॉस्फोर उत्सर्जन विशेषताओं के क्षय भाग को छोटा करने के लिए किया जा सकता है। सक्रियक का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास इसकी ऑक्सीकरण स्थिति पर निर्भर करता है और प्रकाश उत्सर्जन के लिए महत्वपूर्ण है। सक्रियक का ऑक्सीकरण फॉस्फोर क्षरण के सामान्य तंत्रों में से एक है। क्रिस्टल में सक्रियक का वितरण भी बहुत महत्वपूर्ण है। आयनों के फैलाव से सक्रियकों से क्रिस्टल की कमी हो सकती है जिसके परिणामस्वरूप दक्षता में कमी आ सकती है। यह फॉस्फोर क्षरण का एक अन्य तंत्र है। अकार्बनिक पदार्थों में चमकने की प्रक्रिया क्रिस्टल में पाए जाने वाले इलेक्ट्रॉनिक बैंड संरचना के कारण होती है। एक आने वाला कण वैलेंस बैंड से एक इलेक्ट्रॉन को या तो चालन बैंड या उत्तेजना बैंड (चालन बैंड के ठीक नीचे स्थित और एक ऊर्जा अंतराल द्वारा वैलेंस बैंड से अलग) में उत्तेजित कर सकता है। यह वैलेंस बैंड में एक संबंधित छेद को पीछे छोड़ देता है। अशुद्धियाँ निषिद्ध अंतराल में इलेक्ट्रॉनिक स्तर बनाती हैं। एक्साइटॉन शिथिल रूप से बंधे इलेक्ट्रॉन-छेद जोड़े होते हैं जो क्रिस्टल जाली के माध्यम से तब तक घूमते रहते हैं जब तक कि वे अशुद्धता केंद्रों द्वारा पूरी तरह से पकड़े नहीं जाते। उत्तरार्द्ध फिर तेजी से चमक प्रकाश (तेज घटक) का उत्सर्जन करके उत्तेजित करता है। अकार्बनिक सिंटिलेटर के मामले में, सक्रियक अशुद्धियों को आम तौर पर चुना जाता है ताकि उत्सर्जित प्रकाश दृश्य सीमा में या निकट-यूवी हो जहां फोटोमल्टीप्लायर प्रभावी होते हैं। चालन पट्टी में इलेक्ट्रॉनों से जुड़े छेद बाद वाले से स्वतंत्र होते हैं। उन छिद्रों और इलेक्ट्रॉनों को अशुद्धता केंद्रों द्वारा क्रमिक रूप से पकड़ा जाता है जो कुछ मेटास्टेबल अवस्थाओं को उत्तेजित करते हैं जो उत्तेजनाओं के लिए सुलभ नहीं हैं। उन मेटास्टेबल अशुद्धता अवस्थाओं के विलंबित डी-उत्तेजना, कम संभावना वाले निषिद्ध तंत्र पर निर्भरता से धीमी हो जाती है, जिसके परिणामस्वरूप फिर से प्रकाश उत्सर्जन (धीमा घटक) होता है। सक्रियक फॉस्फर उत्सर्जन तरंग दैर्ध्य निर्धारित करने वाला मुख्य कारक है। मेजबान क्रिस्टल की प्रकृति हालांकि कुछ हद तक तरंग दैर्ध्य को भी प्रभावित कर सकती है। एक साथ अधिक सक्रियक का उपयोग किया जा सकता है। एक्टिवेटरों के सामान्य उदाहरण हैंः तांबा, तांबा-सक्रिय जस्ता सल्फाइड में 5 पीपीएम की सांद्रता में जोड़ा जाता है, जिसका उपयोग गहरे रंग की सामग्री और हरे सी. आर. टी. फॉस्फोर में चमक में किया जाता है; लंबे समय तक चमकने के बाद चांदी, जस्ता सल्फाइड में जोड़ा जाता है ताकि रेडियम डायल, स्पिंथारिस्कोप में उपयोग किए जाने वाले फॉस्फोर/सिंटिलेटर का उत्पादन किया जा सके, और रंग सी. आर. टी. में एक सामान्य नीले फॉस्फोर के रूप में, और जस्ता सल्फाइड-कैडमियम सल्फाइड का उपयोग काले और सफेद सी. आर. टी. में फॉस्फोर के रूप में किया जाता है (जहां अनुपात परिणामी सफेद के नीले/पीले संतुलन को निर्धारित करता है); लघु आफ्टरग्लो यूरोपियम (II), स्ट्रोंटियम एल्यूमिनेट में जोड़ा जाता है, जिसका उपयोग उच्च प्रदर्शन चमक में किया जाता है। सेरियम, सफेद प्रकाश उत्सर्जक डायोड में उपयोग किए जाने वाले यट्रियम एल्यूमीनियम गार्नेट में जोड़ा जाता है, जो नीली रोशनी से उत्तेजित होता है और पीले थैलियम का उत्सर्जन करता है, जिसका उपयोग सोडियम आयोडाइड और सीज़ियम आयोडाइड सिंटिलेटर क्रिस्टल में गामा विकिरण का पता लगाने और गामा स्पेक्ट्रोस्कोपी के लिए किया जाता है। एस. एम. (II) उन कुछ सामग्रियों में से एक है जो वर्णक्रम के लाल क्षेत्र में कुशल चमक प्रदान करती है, विशेष रूप से जब सूखी बर्फ द्वारा ठंडा किया जाता है। संदर्भ लुमिनेसेंस फॉस्फ़र्स और सिंटिलेटर