DYNAMICS OF PHOTO-INDUCED SILVER COLLOID FORMATION IN SILVER HALIDE MICROCRYSTALS

Résumé
La spectroscopie de transmission optique (300-1 000 nm) résolue dans le temps a été utilisée en conjonction avec les mesures d'absorption optique à l'état statique et de RPE pour observer le développement du colloïde d'argent dans les microcristaux d'halogénures d'argent à la suite d'une excitation optique. Les microcristaux d'halogénures d'argent (de taille ~ 100 Å) ont été obtenus comme une phase séparée dans un verre photochrome. En utilisant la deuxième harmonique d'un laser déclenché à rubis pour l'excitation optique, le spectre de transmission résolu dans le temps a été obtenu par un spectromètre vidicon ainsi que par mesures monochromatiques d'ondes diverses. Le colloïde d'argent a été identifié par sa bande d'absorption optique bien connue d'environ 580 nm. On a trouvé qu'à 300 K la formation du colloïde a suivi un accroissement exponentiel simple ayant un temps de croissance d'approximativement 7 µs. Ce comportement est indépendant de la température entre 300 K et 150 K, mais la formation des colloïdes a cessé subitement entre 150 K et 130 K. A 130 K et au-dessous aucun colloïde n'a été détecté. Ces résultats sont consistants avec un mécanisme de croissance de colloïdes suggéré par des précédents calculs d'orbitales moléculaires [1]. De plus ces résultats indiquent que les ions Ag⁺qui contribuent à la formation des colloïdes sont des ions mobiles de surface (surfaces internes ou externes) plutôt que des interstitiels de masse.

Abstract
Time-resolved optical transmission spectroscopy (300-1000 nm) has been used in conjunction with steady state optical absorption and ESR measurements to observe the growth of colloidal silver in silver halide crystallites following optical excitation. The silver halide crystallites (~ 100 Å in size) were obtained as a separated phase in a photochromic glass. Using the frequency-doubled output of a Q-switched ruby laser for optical excitation, time-resolved transmission spectra were obtained with a vidicon spectrometer as well as by monochromatic measurements at various wavelengths. Silver colloid was identified by its well-known absorption band around 580 nm. It was found that at 300 K colloid formation followed a single exponential growth characteristic having a growth time of approximately 7 µs. This growth characteristic was found to be independent of temperature between 300 K and 150 K, but colloid formation ceased rather abruptly between 150 K and 130 K, below which temperature no colloid was detected. These results are consistent with a mechanism of colloid growth suggested by previous molecular orbital calculations [1]. Furthermore they indicate that the Ag⁺ ions which contribute to colloid formation are mobile surface ions (internal or external surfaces) rather than bulk interstitials.