Per rendere il solfuro di Zinco fosforescente lo devo attivare con il Rame? che tipo di rame? e come?

Il Solfuro di Zinco (ZnS, CAS: 1314-98-3), nonostante sia un minerale relativamente semplice presenta delle caratteristiche chimico/fisiche interessanti ed ha parecchie applicazioni tecnologiche.

E’ un semiconduttore naturale e presenta fosforescenza se irraggiato con lunghezze d’onda energetiche [Raggi X, Beta, UV] a causa di impurità dovute alla presenza di altri metalli di transizione. Tali metalli influiscono sulle ampiezze e sui livelli delle bande di conduzione e provocano anche alterazioni sulle lunghezze d’onda riemesse dal solfuro di zinco durante il diseccitamento.

I metalli maggiormente utilizzati per il drogaggio fosforescente sono: Argento, Rame, Ferro, Manganese, Nichel, Molibdeno. Ogni tipo di drogaggio modifica la risposta all’eccitazione del ZnS e produce una colorazione differente. Quindi la scelta opportuna del drogaggio e dei rapporti relativi dei droganti conferiscono alla polvere/cristalli le proprietà di assorbimento ed emissione ricercati.

I droganti vengono introdotti durante la sintesi chimica del solfuro di zinco, oppure fusi assieme come solfuri. Perché il drogaggio sia efficace, funzionale e controllabile occorre che i metalli droganti siano chimicamente inglobati nei cristalli di solfuro di zinco, quindi come detto per fusione o per sintesi chimica, non è sufficiente infatti mescolare due solfuri allo stato di polvere.

[Fig.1] ZnS drogato con Cu2+ (da: www.padova.infm.it)

RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI:

1) The Electron Trap Mechanism of Luminescence in Sulphide and Silicate Phosphors, G F J Garlick and A F Gibson 1948 Proc. Phys. Soc. 60 574. doi:10.1088/0959-5309/60/6/308

2) G.R. Fonda, "Preparation and characteristics of Zinc Sulfide Phosphoros senstitive to Infrared" J. Opt. Soc. Am. 36, 382-384 (1946)

3) Phys. Rev. 80, 655–666 (1950) -Luminescence and Trapping in Zinc Sulfide Phosphors with and without Copper Activator 

4) W. Hoogenstraaten – The Chemistry of Traps in Zinc Sulfide Phosphors – J. Electrochem. Soc. 1953 100(8): 356365;

 

NOTA DI SICUREZZA:

Si ricorda di non eseguire esperimenti di chimica, sintesi e fusione nelle mura domestiche, ma di rivolgersi a laboratori specializzati, operando con tutte le sicurezze necessarie (occhiali, camice, guanti, mascherina) per evitare danni a cose e persone e possibili avvelenamenti/contaminazioni di persone ed ambiente.