ศูนย์Fหรือศูนย์สีหรือศูนย์ Farbe (มาจากภาษาเยอรมันดั้งเดิมFarbzentrumซึ่งFarbeหมายถึงสีและzentrumหมายถึงศูนย์ ) คือชนิดของความบกพร่องทางผลึกศาสตร์ซึ่งช่องว่างของไอออนลบ ใน โครง ผลึกถูกครอบครองโดยอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่ หนึ่งตัวหรือมากกว่า อิเล็กตรอนในช่องว่างดังกล่าวในโครงผลึกมีแนวโน้มที่จะดูดซับแสงในสเปกตรัมที่มองเห็นได้ ทำให้วัสดุที่ปกติโปร่งใสกลายเป็นมีสี ยิ่งมีศูนย์ F มากเท่าใด สีของสารประกอบก็จะยิ่งเข้มขึ้นเท่านั้น ศูนย์ F เป็นประเภทหนึ่งของศูนย์สี

วิธีการนี้ใช้ในการระบุสารประกอบหลายชนิด โดยเฉพาะซิงค์ออกไซด์ (สีเหลือง)

ก่อนการค้นพบข้อบกพร่องแบบจุด เป็นที่ทราบกันอยู่แล้วว่าผลึกบางชนิดสามารถเปลี่ยนสีได้โดยใช้วิธีการต่างๆ ในปี 1830 TJ Pearsall ค้นพบว่าฟลูออร์สปาร์สามารถเปลี่ยนสีได้โดยใช้แสงสีม่วง^{[ 1 ]}สามสิบปีต่อมา ผลลัพธ์ที่คล้ายกันก็เกิดขึ้นได้จากการหลอมผลึกร่วมกับโลหะชนิดหนึ่ง ในปี 1921 Wilhelm Röntgenได้ทำการวัดเกลือหินอย่างละเอียด ชุดการทดสอบชุดหนึ่งวัดค่าการนำไฟฟ้าแบบโฟโตอิเล็กทริกได้สูงกว่าถึง 40,000 เท่า หลังจากที่เกลือถูกฉายรังสีเอกซ์ ผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกับรังสีเอกซ์เกิดขึ้นได้จากการย้อมสีผลึกด้วยไอโลหะ ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริกส่วนใหญ่เกิดขึ้นที่ความยาวคลื่นเฉพาะ ซึ่งต่อมาพบว่าไม่ใช่ลักษณะคอลลอยด์

ต่อมาการเปลี่ยนสีเหล่านี้ถูกตั้งชื่อว่าศูนย์ F ตาม คำว่า Farbeซึ่งเป็นคำภาษาเยอรมันที่แปลว่าสี ข้อบกพร่องเหล่านี้ได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางโดยRobert Wichard Pohlและสถาบันของเขาที่มหาวิทยาลัย Göttingenตั้งแต่ปี 1920 ^{[ 2 ]} Erich Mollwoหนึ่งในผู้ช่วยของเขาสรุปในปี 1933 ว่าศูนย์ F เหล่านี้เป็นข้อบกพร่องของผลึกอะตอม^{[ 2 ]}ในช่วงเวลานี้ ผู้คนเริ่มยืนยันว่าข้อบกพร่องเหล่านี้เป็นอิเล็กตรอนที่ไม่มีคู่ Pohl ได้อธิบายแบบจำลองช่องว่างเป็นครั้งแรกในปี 1937 แต่ยังคงถือว่าเป็นแบบจำลองเบื้องต้น^{[ 2 ]} Nevill MottและRonald Wilfred Gurneyได้วางรูปแบบทางทฤษฎีอย่างเป็นทางการในปี 1940 ^{[ 2 ]}ต้องใช้เวลาจนถึงปี 1957 จึงจะพบหลักฐานเชิงทดลองที่แน่ชัดโดยใช้การเร โซแนนซ์สปินอิเล็กตรอน

ศูนย์ F สามารถเกิดขึ้นได้เองตามธรรมชาติในสารประกอบ (โดยเฉพาะออกไซด์ของโลหะ) เนื่องจากเมื่อถูกความร้อนที่อุณหภูมิสูง ไอออนจะถูกกระตุ้นและเคลื่อนที่ออกจากตำแหน่งผลึกศาสตร์ปกติ ทำให้มีอิเล็กตรอนบางส่วนเหลืออยู่ในช่องว่างที่เกิดขึ้น ปรากฏการณ์นี้ยังพบได้ในสารประกอบไอออนิกที่มีข้อบกพร่องจากโลหะส่วนเกินด้วย

โดยทั่วไปแล้ว ศูนย์กลาง F มักเป็นพาราแมกเนติกและสามารถศึกษาได้ด้วยเทคนิคการเรโซแนนซ์พาราแมกเนติกของอิเล็กตรอน^{[ 3 ]}ศูนย์กลาง F ที่นิยมศึกษามากที่สุดคือศูนย์กลางที่เกิดขึ้นในเฮไลด์ของโลหะอัลคาไลเฮไลด์ของโลหะอัลคาไลโดยปกติจะโปร่งใส ไม่แสดงการดูดกลืนแสงตั้งแต่รังสีอัลตราไวโอเลตไกลไปจนถึงรังสีอินฟราเรดไกล ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงใดๆ ในการดูดกลืนแสงจึงสามารถตรวจจับและศึกษาได้ง่าย^{[ 4 ​​] : 5} แถบการดูดกลืนแสงของศูนย์กลาง F ในโซเดียมคลอไรด์จะอยู่ในส่วนสีน้ำเงินของสเปกตรัมที่มองเห็นได้ ทำให้ผลึกโซเดียมคลอไรด์ที่มีข้อบกพร่องของศูนย์กลาง F เพียงพอมีสีเหลือง ในคลอไรด์ของโลหะอัลคาไลอื่นๆ ความยาวคลื่นของแถบการดูดกลืนแสงของศูนย์กลาง F อยู่ในช่วงตั้งแต่สีม่วงถึงแสงสีเหลือง^{[ 5 ]}การก่อตัวของศูนย์กลาง F เป็นสาเหตุที่ทำให้ผลึกบางชนิด เช่นลิเธียมคลอไรด์โพแทสเซียมคลอไรด์และซิงค์ออกไซด์กลายเป็นสีชมพู สีม่วงอ่อน และสีเหลือง ตามลำดับ เมื่อได้รับความร้อน

แม้ว่าศูนย์ F จะถูกสังเกตพบในวัสดุอื่นๆ แต่โดยทั่วไปแล้วศูนย์ F เหล่านั้นไม่ได้เป็นสาเหตุของการเกิดสีในวัสดุเหล่านั้น มีตัวอย่างน้อยมากของศูนย์ F ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติซึ่งทำให้เกิดสี หนึ่งในตัวอย่างที่เป็นไปได้คือแร่บลูจอห์นซึ่งเป็นฟลูออไรต์ชนิดหนึ่ง CaF2 จะยังไม่ได้รับการยืนยัน แต่เชื่อกันว่าสีเกิดจากศูนย์อิเล็กตรอน F เชื่อกันว่าศูนย์ F นี้เกิดขึ้นเนื่องจากแหล่งสะสมยูเรเนียมที่อยู่ใกล้เคียงในหิน: รังสีจากการสลายตัวของกัมมันตรังสีมีพลังงานมากพอที่จะสร้างศูนย์ F ได้^{[ 6 ] : 432–438}

อีกตัวอย่างหนึ่งของศูนย์ F ที่พบในธรรมชาติคือศูนย์ F ที่มีอายุค่อนข้างยาวนานที่พบในแซฟไฟร์ผ่านการเรืองแสง ซึ่งมีระยะเวลาประมาณ 36 มิลลิวินาทีในการศึกษาหนึ่ง^{[ 7 ]}

มีศูนย์กลางอิเล็กตรอนหลายประเภท ขึ้นอยู่กับวัสดุและพลังงานรังสี ศูนย์กลาง F มักเป็นตำแหน่งในโครงผลึกที่แอนไอออน (ไอออนที่มีประจุลบ) ถูกแทนที่ด้วยอิเล็กตรอน ศูนย์กลาง H (ฮาโลเจนแทรก) ในแง่หนึ่งเป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามกับศูนย์กลาง F ดังนั้นเมื่อทั้งสองมาสัมผัสกันในผลึก พวกมันจะรวมกันและหักล้างข้อบกพร่องทั้งสอง กระบวนการนี้สามารถกระตุ้นด้วยแสงได้ เช่น การใช้เลเซอร์

บางครั้งศูนย์กลาง F อาจได้รับอิเล็กตรอนเพิ่มเติม ทำให้ศูนย์กลาง F มีประจุลบ จึงเรียกว่าศูนย์กลาง F ⁻ในทำนองเดียวกัน ศูนย์กลาง F ที่ขาดอิเล็กตรอนจะเรียกว่าศูนย์กลาง F ^{+ [ 8 ]} นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่จะมีแอนไอออนที่มีประจุ -2e ซึ่งต้องการอิเล็กตรอน 2 ตัวเพื่อสร้างศูนย์กลาง F การเพิ่มหรือการนำอิเล็กตรอนออกจะทำให้เป็นศูนย์กลาง F ⁻หรือ F ⁺ตามลำดับตามธรรมเนียม

ศูนย์ F ที่มีช่องว่างเดี่ยวอีกประเภทหนึ่งคือศูนย์ F ซึ่งประกอบด้วยศูนย์ F ที่มีไอออนบวกข้างเคียงหนึ่งตัวถูกแทนที่ด้วยไอออนบวกชนิดอื่น ศูนย์ F เหล่านี้ แบ่งออกเป็นสองกลุ่ม คือ F (I) และ F (II) ขึ้นอยู่กับชนิดของไอออนที่ถูกแทนที่ ศูนย์ F (I) มีคุณสมบัติคล้ายกับศูนย์ F ทั่วไป ในขณะที่ศูนย์ F (II) ทำให้เกิดบ่อศักย์สองบ่อในสถานะกระตุ้นเนื่องจากการจัดตำแหน่งใหม่ของไอออนเฮไลด์ คล้ายกับ F คือศูนย์ F ซึ่งประกอบด้วยศูนย์ F ที่มีไอออนบวกข้างเคียงสองตัวถูกแทนที่ด้วยไอออนบวกชนิดอื่น ศูนย์ F ยังแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม คือ F (I) และ F (II) โดยมีพฤติกรรมคล้ายกับศูนย์ F (I) และ F (II) เนื่องจากลักษณะทางสถิติของการกระจายตัวของไอออนสิ่งเจือปน ศูนย์ F จึงหายากกว่าศูนย์ F ^{[ 9 ]}

การรวมกันของศูนย์ F ที่อยู่ใกล้เคียงกันอันเนื่องมาจากช่องว่างของแอนไอออนที่อยู่ใกล้เคียงกัน จะถูกเรียกว่าศูนย์ F และ F ตามลำดับ สำหรับเพื่อนบ้านสองและสามราย การรวมกลุ่มของศูนย์ F ที่ใหญ่กว่านั้นเป็นไปได้อย่างแน่นอน แต่รายละเอียดของพฤติกรรมยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด^{[ 10 ]} ศูนย์ F ยังสามารถแตกตัวเป็นไอออนและก่อตัวเป็นศูนย์ F ⁺ได้ เมื่อพบชนิดนี้อยู่ติดกับสิ่งเจือปนของแคตไอออน จะเรียกว่าศูนย์ (F ⁺ ) ^{[ 9 ]}

ศูนย์ F สามารถปรากฏได้ทุกที่ในผลึก แต่จะมีคุณสมบัติที่แตกต่างกันอย่างมากหากเกิดขึ้นบนพื้นผิวของผลึกออกไซด์ ซึ่งเรียกว่าศูนย์ F อิเล็กตรอนที่ถูกผูกไว้ในศูนย์ F มีพลังงานการเปลี่ยนสถานะที่น้อยกว่าเมื่อเทียบกับศูนย์ F ในเนื้อผลึก ศูนย์ F บนพื้นผิวในผลึกแอลคาไลเฮไลด์มีพฤติกรรมเหมือนศูนย์ในเนื้อผลึกที่ถูกรบกวนเล็กน้อย โดยมีการเปลี่ยนแปลงต่ำกว่า -0.1 eV ^{[ 11 ]}พวกมันมีแนวโน้มที่จะยื่นออกมาจากพื้นผิวเมื่อเทียบกับจุดแลตติสปกติเช่นกัน เนื่องจากศูนย์ F ถูกผูกไว้อย่างอ่อนกว่าอิเล็กตรอนที่ตำแหน่งแลตติสปกติ พวกมันจึงทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการดูดซับ^{[ 12 ]} อย่างไรก็ตาม นี่หมายความว่าข้อบกพร่องเหล่านี้จะเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วในอากาศเปิดโดยการดูดซับออกซิเจน แต่สามารถย้อนกลับได้โดยการกำจัดออกซิเจนออกจากสิ่งแวดล้อม สเปกตรัม ESRของศูนย์ F ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิในโครงสร้างไฮเปอร์ไฟน์ในออกไซด์ สิ่งนี้ต้องเกิดขึ้นจากการทับซ้อนที่เพิ่มขึ้นของฟังก์ชันคลื่นอิเล็กตรอนที่ไม่มีคู่ที่นิวเคลียสของไอออนบวก ศูนย์ F สามารถเปลี่ยนแปลงหรือถูกทำลายได้ด้วยความร้อน ข้อบกพร่องในผลึกแอลคาไลเฮไลด์จะถูกทำลายที่อุณหภูมิต่ำ ผลึกจะเริ่มเปลี่ยนสีอย่างช้าๆ ที่ 200 K ต้องใช้อุณหภูมิที่สูงขึ้นเพื่อทำลายศูนย์ F ในออกไซด์ (570 K สำหรับ CaO) ในออกไซด์สามารถสร้างศูนย์ F ที่ซับซ้อนได้ ด้วยการอบอ่อน^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]}

ศูนย์ F แรกที่สร้างขึ้นนั้นอยู่ในผลึกแอลคาไลเฮไลด์ เฮไลด์เหล่านี้ถูกฉายรังสีพลังงานสูง เช่นรังสีเอ็กซ์รังสีแกมมาหรือขดลวดเทสลา^{[ 17 ]}

มีกลไกการดูดซับพลังงานโดยการแผ่รังสีอยู่ 3 กลไก: ^{[ 4 ] : 209–216}

ก) การก่อตัว ของเอ็กซิตอนกระบวนการนี้เทียบเท่ากับการกระตุ้นอิเล็กตรอนวาเลนซ์ในไอออนเฮไลด์ พลังงานที่ได้รับ (โดยทั่วไป 7 หรือ 8 อิเล็กตรอนโวลต์) จะสูญเสียไปบางส่วนผ่านการปล่อยโฟตอนเรืองแสง พลังงานส่วนที่เหลือจะพร้อมสำหรับการเคลื่อนที่ของไอออน พลังงานนี้จะแผ่รังสีผ่านโครงสร้างผลึกในรูปของความร้อน อย่างไรก็ตาม ปรากฏว่าพลังงานนี้ต่ำเกินไปที่จะเคลื่อนที่ไอออนได้ และจึงไม่สามารถสร้างศูนย์กลาง F ได้

b) การแตกตัวเป็นไอออนเดี่ยว กระบวนการนี้สอดคล้องกับการแยกอิเล็กตรอนออกจากไอออนเฮไลด์ พลังงานที่ต้องการจะมากกว่าการเกิดเอ็กซิตอนประมาณ 2 อิเล็กตรอนโวลต์ เราอาจจินตนาการได้ว่าไอออนเฮไลด์ที่สูญเสียอิเล็กตรอนไปนั้น ไม่ได้ยึดติดอยู่กับตำแหน่งในโครงผลึกอีกต่อไป เป็นไปได้ว่ามันจะเคลื่อนที่ผ่านโครงผลึก ช่องว่างที่เกิดขึ้นสามารถดักจับอิเล็กตรอนได้ ทำให้เกิดศูนย์กลาง F ขึ้น หากไอออนเฮไลด์จับอิเล็กตรอนกลับคืนมาได้ก่อน มันจะปล่อยพลังงานความร้อนออกมามากกว่าการเกิดเอ็กซิตอน (มากกว่า 2 อิเล็กตรอนโวลต์) และอาจทำให้ไอออนอื่นๆ เคลื่อนที่ตามไปด้วย

ค) การแตกตัวเป็นไอออนหลายครั้ง กระบวนการนี้ต้องการพลังงานมากที่สุด โฟตอนจะทำปฏิกิริยากับไอออนของเฮไลด์ ทำให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออนสองครั้ง ส่งผลให้มีประจุบวก ไอออนที่เหลืออยู่นั้นไม่เสถียรมากและจะเคลื่อนที่ไปยังตำแหน่งอื่นอย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดช่องว่างซึ่งสามารถดักจับอิเล็กตรอนเพื่อกลายเป็นศูนย์กลาง F ได้ ในการปลดปล่อยอิเล็กตรอนสองตัว ต้องใช้พลังงานประมาณ 18 eV (ในกรณีของ KCl หรือ NaCl) งานวิจัยชี้ให้เห็นว่าการแตกตัวเป็นไอออนสองครั้งเกิดขึ้นประมาณหนึ่งครั้งต่อการแตกตัวเป็นไอออนครั้งเดียวสิบครั้ง อย่างไรก็ตาม ไอออนเฮไลด์บวกที่เกิดขึ้นจะรับอิเล็กตรอนได้ง่ายและรวดเร็ว ทำให้ไม่สามารถสร้างศูนย์กลาง F ได้

ยังไม่สามารถระบุกลไกที่น่าจะเป็นไปได้มากที่สุดในการสร้างศูนย์กลาง F ได้ ทั้งสองอย่างเป็นไปได้และน่าจะเกิดขึ้น แต่ยังไม่ทราบว่ากลไกใดเกิดขึ้นบ่อยที่สุด

การก่อตัวของศูนย์ F₂ คล้ายคลึงกันมาก ศูนย์ F จะถูกแตกตัวเป็นไอออนและกลายเป็นช่องว่าง อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ผ่านวัสดุไปจับกับศูนย์ F อีกแห่งหนึ่ง ซึ่งจะกลายเป็นศูนย์ F⁻ ^ช่องว่างอิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ผ่านวัสดุและไปอยู่ข้างๆ ศูนย์ F⁻ ^ซึ่งจะส่งอิเล็กตรอนกลับคืนให้กับช่องว่าง ทำให้เกิดศูนย์ F สองแห่งที่อยู่ติดกัน นั่นคือศูนย์

วิธีการสร้างศูนย์สีที่แตกต่างออกไปคือการเติมสี ผลึกที่มีศูนย์ F นั้นเทียบเท่าทางเคมีกับผลึกที่สมบูรณ์แบบบวกกับโลหะอัลคาไลส่วนเกินตามสัดส่วนทางเคมี ^{[ 18 ]} วิธีนี้ทำได้โดยการให้ความร้อนแก่ผลึกจนถึงอุณหภูมิสูงในไอของโลหะที่เกี่ยวข้อง อุณหภูมิจะถูกจำกัดโดยจุดหลอมเหลวและอุณหภูมิที่เกิดคอลลอยด์ เช่น สำหรับ KCl อยู่ระหว่าง ~400 ถึง 768°C อะตอมของโลหะจะถูกจับบนพื้นผิวของผลึก ซึ่งพวกมันจะถูกแตกตัวเป็นไอออน และอิเล็กตรอนวาเลนซ์จะถูกผลักไปยังโครงผลึก เนื่องจากกระบวนการนี้เกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูง การเคลื่อนที่ของไอออนจึงสูงเช่นกัน ไอออนลบจะเคลื่อนที่ไปยังไอออนที่เกิดขึ้นใหม่ ซึ่งจะทิ้งช่องว่างของไอออนลบไว้ซึ่งสามารถดักจับอิเล็กตรอนเพื่อสร้างศูนย์ F ได้ หลังจากนั้นผลึกจะถูกทำให้เย็น ตัวอย่างรวดเร็ว เพื่อป้องกันไม่ให้ศูนย์ F เคลื่อนที่ผ่านผลึกเพื่อสร้างคอลลอยด์ตัวอย่างของกระบวนการนี้คือการให้ความร้อนแก่NaClในบรรยากาศ โซเดียม โลหะ

Na ⁰ → Na ⁺ + e ⁻ Na ⁺ถูกรวมเข้ากับผลึก NaCl หลังจากปล่อยอิเล็กตรอนออกมา ช่องว่าง Cl ⁻ถูกสร้างขึ้นเพื่อรักษาสมดุลของ Na ⁺ ส่วนเกิน ประจุบวกที่มีประสิทธิภาพของช่องว่าง Cl ⁻จะดักจับอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาจากอะตอม Na

ในออกไซด์นั้นสามารถเติมสีให้กับผลึกด้วยโลหะที่ต่างจากแคตไอออนได้ สเปกตรัมการดูดกลืนที่ได้จะเหมือนกันโดยพื้นฐานกับกรณีที่ใช้โลหะที่เป็นส่วนประกอบ^{[ 16 ]}

สามารถสร้างศูนย์ F ที่เสถียร บนผลึกแอลคาไลเฮไลด์ได้โดยใช้การตกตะกอนไอที่อุณหภูมิต่ำกว่า -200 °C ^{[ 15 ]}

ศูนย์ F บางแห่งมีแถบการดูดกลืนและการปล่อยแสงที่ทำให้มีประโยชน์ในฐานะตัวกลางขยายเลเซอร์ เลเซอร์ที่ใช้ศูนย์สีทำงานในลักษณะเดียวกับเลเซอร์ย้อมสีโดยให้ช่วงความยาวคลื่นตั้งแต่ 0.8 ถึง 4.0 μm ซึ่งเป็นบริเวณใกล้อินฟราเรดของแสง จึงสามารถทำงานในบริเวณที่เลเซอร์ย้อมสีไม่สามารถทำงานได้^{[ 9 ]}เลเซอร์ที่ทำงานในบริเวณใกล้อินฟราเรดของสเปกตรัมถูกใช้เป็นแหล่งกำเนิดแสงในสเปกโทรสโกปีอินฟราเรดใช้ในการศึกษาการสั่นสะเทือนของโมเลกุลเป็นต้น^{[ 19 ]}

เฉพาะศูนย์ F บางชนิดเท่านั้นที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานในเลเซอร์ศูนย์สี ซึ่งเรียกว่าศูนย์ F ที่ทำงานด้วยเลเซอร์ ศูนย์ F แบบง่ายจะไม่ทำงานด้วยเลเซอร์ แต่ศูนย์ F ที่ซับซ้อนกว่านั้นได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถสร้างเลเซอร์ศูนย์สีที่เสถียรได้ ได้แก่ ศูนย์ F (II), F (II), F ⁺และ (F ⁺ ) ศูนย์ F ที่ซับซ้อนกว่านั้นอาจมีการทำงานด้วยเลเซอร์ แต่ไม่มีบทบาทสำคัญในฟิสิกส์ของเลเซอร์ศูนย์สี^{[ 9 ]} ตัวอย่างของวัสดุที่มีศูนย์ F ที่ใช้ในเลเซอร์ศูนย์สี ได้แก่ ผลึกโพแทสเซียมคลอไรด์ (KCl) หรือรูบิเดียมคลอไรด์ (RbCl) ที่เจือด้วยลิเธียมคลอไรด์ (LiCl) ซึ่งมีศูนย์ F ผลึกเหล่านี้พบว่าเป็นวัสดุที่ดีสำหรับเลเซอร์ศูนย์สีที่มีเส้นการปล่อยแสงที่มีความยาวคลื่นระหว่าง 2.45 ถึง 3.45 μm ^{[ 6 ] : 432–438}

ศูนย์ F มักจะมีแถบการดูดกลืนในช่วงที่มองเห็นได้ และการปล่อยแสงจะเลื่อนไปทางความยาวคลื่นที่ยาวขึ้นตามการเลื่อนของสโตกส์ ความแตกต่างของจุดสูงสุดมักจะมากกว่า 2 เท่า และการปล่อยแสงที่เกิดขึ้นจะอยู่ใกล้กับอินฟราเรด อย่างไรก็ตาม ที่อุณหภูมิต่ำกว่า การเลื่อนจะเล็กลง แม้ว่าจะมีผลึกบางชนิดที่สามารถปล่อยแสงที่มองเห็นได้ ตัวอย่างหนึ่งคือผง MgO ที่ผ่านการบำบัดด้วยสีเพิ่มเติม^{[ 13 ]}ซึ่งปล่อยแสงสีม่วงน้ำเงินโดยการดูดซับแสงสีม่วงในสุญญากาศ^{[ 20 ]}

• อิเล็กไตรด์คือผลึกที่ไอออนลบทั้งหมดเป็นอิเล็กตรอน
• ข้อบกพร่องช่องว่าง
• ข้อบกพร่องของ Schottky
• ข้อบกพร่องของเฟรนเคล
• ศูนย์ไนโตรเจน-ช่องว่าง

• พจนานุกรมโฟโตนิกส์
• W. Hayes, AM. Stoneham "ข้อบกพร่องและกระบวนการเกิดข้อบกพร่องในของแข็งที่ไม่ใช่โลหะ" Wiley 1985
• Berzina, B. (1998). "การก่อตัวของเอ็กไซตันที่ถูกดักจับด้วยตนเองผ่านการรวมตัวใหม่แบบกระตุ้นของข้อบกพร่องปฐมภูมิที่เกิดจากรังสีในแอลคาไลเฮไลด์" วารสารการเรืองแสง 76–77 : 389–391 .รหัสบรรณานุกรม : 1998JLum...76..389B . doi : 10.1016/S0022-2313(97)00222-6 .
• KS Jheeta และคณะ IUAC เดลี วารสารฟิสิกส์บริสุทธิ์และประยุกต์ของอินเดีย 2008