發光中心

在適當的激發條件下，固體中產生髮光的原子或原子團稱為發光中心(luminescent center)。按發光中心的性質可以將發光中心分為分立中心(discrete luminescent center)和複合中心(recombination luminescent center)。

分立發光中心是指從吸收到發射光子的整個發光過程完全局限在一個中心內部，發光中心之間沒有相互作用(不排除它們相互問的共振能量傳遞)的發光中心。分立中心在晶格中比較獨立，基質晶體場對發光中心只能產生一個微擾作用，三價稀土離子形成的發光中心是典型的分立發光中心。分立中心發光不會產生光電導。

複合發光中心包括激活劑及其周圍的晶格，發光中心在激發時被離化，電子或空穴和被離化了的中心重新複合時產生髮光．激發和發射過程都有基質品格參與，發光光譜受品格的能帶結構影響很大。複合發光產生光電導。

發光體吸收外界的能量以後，經過傳輸、轉換等一系列過程，最後以光的形式發射出來。光的發射對應著電子在某些能級之間的躍遷。如果所涉及的能級是屬於一定的離子、離子團或分子時，這種離子、離子團或分子就稱為發光中心。

有機物的發光中心是分子。無機材料的發光中心常常是激活劑。激活劑是一種摻入的雜質，它的含量可以少到萬分之一，卻起很大的作用。本來基本上不發光的物質，可以因激活劑的摻入而發很強的光。本來發光的物質，也可以因激活劑的摻入而改變發光顏色，或增加發光效率。總之，在許多情況下，激活劑決定發光的性能。這是無機發光材料的一個特點。

無機材料的發光中心問題比較複雜。不同的材料，情況很不相同。對於一些絕緣體或半絕緣體，發光中心由激活劑離子形成。有些離子（如三價稀土離子）受周圍點陣的影響很小，其能級結構幾乎不隨環境而變，因而從發光的光譜可以確認它們是激活劑形成的發光中心。有的激活劑離子（如二價錳離子）的能級受周圍的離子影響較大，但可以從晶體場的理論估計出影響的大小，因此也可以認為發光中心就是激活劑離子。還有某些激活劑和周圍離子聯成一體，發光光譜和自由的激活劑離子的光譜幾乎沒有共同點，只能把激活劑離子看作發光中心的重要組成部分，而不是整體。發光中心的結構，有的還不清楚，如ZnS中的銅。

對於一些典型的半導體材料，如砷化鎵、磷化鎵等，其中有些電子躍遷所涉及的能量狀態並不屬於某個離子而是屬於整個晶體，例如激子的發光、施主－受主對發光等等，對這類電子躍遷已不能歸之為發光中心內的躍遷。例如，施主受主對的發光是一種躍遷方式，它的特徵是，光子能量主要決定於禁帶寬度、施主和受主能級的深度、還有施主受主之間的庫侖作用，而和作為施主和受主的雜質離子在自由狀態的能級結構基本上沒有關係。因此發光的光譜形狀並不反映施主或受主本身的發光特徵，而施主受主間距離（影響庫侖作用的大小）倒很重要，這是這種光譜的顯著特點。