Механизм действия химических сенсибилизаторов

Эффективность образования скрытых изображений может быть повышена с помощью химического сенсибилизирования в сотни раз. Химические сенсибилизаторы – это те соединения, которые в результате химической реакции повышают чувствительность зерен галогенидов серебра в области их собственного поглощения. В процессе химического созревания самые малые количества сенсибилизатора образуют на кристаллической поверхности галогенидов серебра центры чувствительности (примесные центры), которые действуют как центры возникновения скрытого изображения. Примесные центры являются ловушками для электронов и дырок, что способствуют образованию зародышей скрытого изображения, а также уменьшают вероятность рекомбинации.

В случае важнейшего варианта сернистой сенсибилизации (тиосульфат) имеет место следующая реакция:

AgS₂O ₃^- + Ag⁺ H₂O → Ag₂S + SO₄ ^2- + 2H⁺

Сернистая сенсибилизация определяет топографию возникающих при освещении центров скрытого изображения. Так, если внести примесные центры на кристаллическую поверхность AgBr, то с помощью поверхностного проявления можно показать, что скрытое изображение всегда возникает на месте таких центров.

Химическая сенсибилизация, экспозиция, проявление – три фазы единого процесса превращения AgX в металлическое серебро. В процессе химического созревания в результате редокс-реакции химических сенсибилизаторов происходит инжектирование электронов в зону проводимости кристаллов галогенида серебра. Эти электроны могут реагировать с ионами серебра, находящимися между узлами кристаллической решетки или с другими дефектами с образованием элементарного серебра. Вследствие этого процесса образуется (наряду с центрами для локализации фотоэлектронов) перенасыщенный рааствор серебра, который характеризуется определенным равновессным распределением между центрами серебра различного размера:

n₀ Ag₀⁺ + n₀e = n₁Ag₁ = n₂Ag₂….. = n_iAg_i

Подобные центры чувствительности получаются при восстановительном или сернистом созревании и могут быть доказаны при полосе люминесценции при 610 нм. Чувствительность увеличивается с ростом общей концентрации свободного серебра, а также в результате сдвига равновесия в сторону более крупных агрегатов серебра.