Étude de la thermoluminescence des hydrocarbures aromatiques dans l’acide borique vitreux^*

Département de Chimie physique, Faculté des Sciences de Bordeaux, 33-Talence, France.

Résumé

La photoexcitation par des radiations UV des hydrocar hures aromatiques (naphtalène, phénanthrène, pyrène, etc...) dissous dans l’acide borique vitreux, est suivie à 77 °K d’une luminescence différée de longue durée et d’une thermoluminescence lorsque l’échantillon est réchauffé. L’analyse des courbes de thermoluminescence fait ressortir deux types de piégeage de l’électron : un piégeage physique de faible énergie permettant à l’électron de diffuser spontanément dans la matrice à 77 °K et un piégeage chimique, l’électron étant capturé sous forme d’hydrogène atomique. On peut relier ces résultats à ceux obtenus par ailleurs sur la structure des verres d’acide borique et montrer que la grande facilité observée pour photooxyder les composés aromatiques dans ce milieu est liée à la structure discontinue de la matrice. On montre que l’électron photoéjecté est facilement éloigné de l’ion parent et neutralisé sous forme d’hydrogène atomique ou moléculaire dans des régions où la probabilité de recombinaison ion-électron est faible.

Abstract

Following the photoexcitation with UV light of aromatic hydrocarbons (naphthalene, phenanthrene, pyrene, etc...) dissolved in boric acid glass, at 77 °K, there occurs a long lived luminescence and a thermoluminescence when the sample is heated. Analysis of the thermoluminescence data points to two types of traps for the electrons : low energy physical traps allowing ready diffusion of the electron in the matrix at 77 °K and chemical traps, the electron being captured as atomic hydrogen. If these results are examined in the light of those obtained on the structure of boric acid glasses, one can show that the ease of photooxidation of the aromatic compounds in that medium is due to the discontinuous structure of the matrix. One shows that the photoejected electron is readily removed far from the neighbourhood of the parent ion and neutralized as atomic or molecular hydrogen in region where recombination hardly occurs.