Также по теме

ТАЛЛИЙ

В том же 1920 было обнаружено, что электропроводность оксисульфида таллия (таллофида) изменяется под действием инфракрасного излучения. Это свойство таллофида вскоре нашло применение в фотоэлементах, используемых в приемных устройствах систем сигнализации в темноте и тумане, инфракрасных локаторов, радиометрах, и фотоэкспонометрах для съемки в инфракрасных лучах. Во время Второй мировой войны таллофидные фотоэлементы использовались для обнаружения снайперов противника.

С инфракрасными (ИК) лучами связано практическое использование и некоторых других соединений таллия: кристаллы бромида и иодида таллия прозрачны в этой области спектра. Поэтому важнейшая область применения галогенидов таллия – оптические среды. Впервые монокристаллы твердых растворов галогенидов таллия TlBr-TlJ (KPC-5) TlCl-TlBr (KPC-6) и были выращены для изготовления оптических деталей знаменитой немецкой фирмой Цейсс в 1941, они получили фирменное название «кристаллы из расплава» (Kristalle aus Schmelzfluss). Высокое и равномерное спектральное пропускание в широком диапазоне длин волн от видимой до далекой инфракрасной областей спектра, повышенная устойчивость во влажной атмосфере, большая фотоупругость, малое поглощение лазерного излучения, акустооптическая добротность и другие свойства кристаллов KPC-5 и KPC-6 предопределили их широкое использование в оптическом приборостроении. Приборы с оптическими элементами из кристаллов галогенидов таллия предназначены для обнаружения и измерения энергии электромагнитного излучения (они установлены, например, на метеорологических спутниках для измерения теплового излучения земной атмосферы). Способность кристаллов галогенидов таллия к пластическим деформациям позволила разработать поликристаллические световоды для ИК-диапазона. Новые возможности применения открылись перед галогенидами таллия с появлением инфракрасного CO2-лазера, оптические элементы которого сейчас изготовляются из кристаллов KPC-5 и KPC-6.

В современной технике широко применяются приборы для обнаружения и измерения радиоактивных излучений – сцинтилляционные счетчики. Такой счетчик состоит из двух основных частей: люминесцентного кристалла-сцинтиллятора и фотоэлектронного умножителя. Когда на кристалл попадают кванты g-излучения или ионизирущие частицы, в этом месте возникает вспышка света, которая в фотоумножителе преобразуется в электрический ток, его сила служит характеристикой интенсивности падающего на кристалл излучения. В качестве материалов для сцинтиллятора наиболее широко применяются монокристаллы иодидов щелочных металлов (натрия, калия, цезия), активированные таллием. Именно примеси таллия создают в кристаллах центры люминесценции. В качестве сцинтиллятора можно использовать и монокристалл хлорида таллия, активированный иодом и бериллием. Этот сцинтиллятор отличается меньшим, чем у активированного таллием иодида натрия, световым выходом, и быстрым затуханием люминесценции, что позволяет использовать его для регистрации формы импульса радиоактивного излучения. По сходным принципам устроены и детекторы заряженных частиц, в которых для регистрации используется излучение Вавилова – Черенкова. В качестве детекторов этого излучения используются свинцовые стекла или монокристаллы хлорида таллия.

Применение элемента № 81 в оптических устройствах не ограничивается инфракрасным диапазоном. Аргоном и парами таллия заполняют зелёные газоразрядные лампы. Таллиевые лампы широко применяются в световых рекламах, а также для градуировки спектральных приборов. Иодид таллия вводят во ртутные газоразрядные лампы высокого давления для улучшения их световых параметров и срока службы. Соли таллия входят в состав некоторых типов зеленых сигнальных ракет.

Традиционной областью применения таллия является и производство полупроводников. Таллий входит в состав материалов на основе селена, из которых изготовляют полупроводниковые выпрямителя тока. Современные полупроводники не обязательно являются кристаллическими веществами. Известны аморфные и стеклообразные полупроводники, которые характеризуются наличием ближнего порядка в расположении атомов и отсутствием дальнего. Такая частично разупорядоченная структура приводит к тому, что вместо четкой границы запрещенной зоны, которая характерна для кристаллических полупроводников, появляются дополнительные разрешенные электронные состояния – «хвосты», размывающие границу и проникающие в глубину запрещенной зоны. Для многих аморфных полупроводников характерны эффекты быстрого (за время 10–10 с) переключения из низкоомного в высокоомное состояние под действием сильного электрического поля и фотопроводимости – изменения сопротивления под действием электромагнитного излучения. В состав стеклообразных полупроводников наряду с селеном, теллуром и мышьяком входит таллий (пример химического состава – TlAsSe2). Полупроводники этого типа используются преимущественно в оптических устройствах: электрофотографии, телевизионных передающих трубках, светорегистрирующих средах для голографии, фоторезистивных материалах и фотошаблонах. Эффект быстрого переключения позволяет использовать их для создания переключателей и матриц памяти.