рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Общие положения люминесценции кристаллофосфоров

Общие положения люминесценции кристаллофосфоров - Дипломная Работа, раздел Физика, Некоторые особенности спектрально-кинетических характеристик люминофоров на основе ZnS:Cu Общие Положения Люминесценции Кристаллофосфоров. Согласно Представлениям Кван...

Общие положения люминесценции кристаллофосфоров. Согласно представлениям квантовой теории процесс люминесценции связан с тем, что при возбуждении люминофоров происходит возбуждение электронов атома активатора. Возвращение электронов в основное состояние сопровождается излучением света с длиной волны, характерной для данного активатора.

У целого ряда люминофоров, так называемых характеристических, электронные переходы связанные с поглощением и излучением энергии, происходят внутри иона активатора, вошедшего в кристаллическую решетку основы люминофора. Люминофоры характеристического типа представляют собой диэлектрики 1 . К этому классу люминофоров относятся, как правило, люминофоры с широкой запрещенной зоной, характерными представителями которых являются так называемые оксидные люминофоры.

Отличительными признаками таких люминофоров являются отсутствие у них фотопроводимости и экспоненциальный закон затухания. Существует обширный класс люминофоров у которых поглощение энергии может происходить не только на уровнях активатора, но и в основном веществе. В этом случае энергия поглощенная в основе люминофора, передается ионам активатора. Процесс передачи энергии осуществляется переносом электронов и дырок, а излучение происходит в результате рекомбинации свободных электронов с любым центром свечения такие люминофоры обладают фотопроводимостью.

Описываемый процесс свечения называют рекомбинационным обычно он характеризуется сложным законом затухания люминесценции. Первая кратковременная стадия процесса затухания протекает по экспоненциальному закону, а на дальних стадиях затухание продолжается по закону, близкому к гиперболическому. При возбуждении светом люминофоров этого типа их электрические свойства изменяются наблюдается внутренний фотоэффект, изменяются электропроводимость и величина диэлектрической проницаемости 2 . Люминофоры рекомбинационного типа представляют собой, как правило, полупроводники.

К ним относятся и соединения типа АIIВVI. С точки зрения зонной теории, в кристаллической решётке твердого тела вследствие взаимодействия атомов уровни электронов в них расщепляются на столько подуровней, сколько атомов вступает во взаимодействие.

Совокупность таких подуровней образует энергетическую зону. В зависимости от того, насколько были заполнены уровни электронами при образовании зоны, она может быть незаполненной, частично заполненной и заполненной В обычных люминофорах предполагается существование заполненной зоны иногда называемой валентной и незаполненной, в которой электроны могут свободно перемещаться зоны проводимости. Зоны разделены промежутком, переходы в котором запрещены запрещенная зона. Ширина запрещенной зоны у сульфидных люминофоров составляет несколько электрон-вольт.

Введение примесей активаторов приводит к местным нарушениям в решетке кристаллов и создает условия для образования энергетических уровней в запрещенной зоне рис. 1.1.1 . При возбуждении люминофора энергия может поглощаться как в основном веществе люминофора переход 1 , так и на уровнях активатора переход 2 . В первом случае в зоне проводимости появляется электрон, а в валентной полосе - пустой уровень дырка. Переход 2 описывает ионизацию примеси, имеющей локальный уровень в запрещенной зоне. Обратные переходы рекомбинация электрона и дырки сопровождаются выделением энергии в виде света или тепла.

Подобные переходы 4-9 так же могут происходить через уровни примеси или непосредственно из зоны в зону. Рис. 1.1.1 Простейшая зонная схема для люминофоров рекомбинационнного типа. Многие люминофоры с точки зрения типа примесей являются компенсированными образцами, т.е. содержат почти в равных количествах как донорные, так и акцепторные примеси.

Электроны, поставляемее донорами D , располагаются в этом случае на более низких уровнях акцепторов А . Поскольку доноры и акцепторы оказываются теперь заряженными, они могут объединяться во время приготовления люминофора в донорно-акцепторные пары, и переходы, сопровождающиеся излучением, могут происходить внутри таких пар. Эффективной рекомбинации через донорно-акцепторные пары способствует то, что электроны из полосы проводимости с большей вероятностью захватывются положительными донорами, а дырки из валентной полосы - отрицательно заряженными акцепторами 3-5 . Предполагается также, что наряду с уровнями активатора в запрещённой зоне существуют уровни захвата ловушки Л , связанные с образованием различных дефектов в решетке и с введением в нее некоторых примеcей. Ловушек может быть несколько, и они могут иметь различную глубину.

При возбуждении люминофоров электроны могут локализоваться на любом из указанных уровней. Освобождение электронов с ловушек 10 может быть осуществлено только в том случае, если им будет сообщена соответствующая энергия при нагревании люминофора, действии инфракрасных лучей, электрического поля и др. 6,7 . Помимо излучательных рекомбинаций, происходящих с участием донорно-акцепторных пар и одиночных примесных уровней, значительной вероятностью могут обладать рекомбинации через экситонные состояния.

Экситоны могут возбуждаться как непосредственно, так и возникать из свободных электронов и дырок.

Свободные или связанные с различными центрами экситоны играют особенно существенную роль в излучении чистых кристаллов при низких температурах и высоких плотностях возбуждения 8 . В большинстве случаев в люминофорах соседствуют несколько каналов рекомбинации через различные локальные уровни. При этом некоторые переходы могут происходить без излучения рекомбинация через центры тушения. Если даже переходы с излучением света при низкой температуре преобладают, то при повышении температуры роль переходов без излучения обычно сильно возрастает.

В наиболее простом случае причиной подобного температурного тушения люминесценции может быть заброс электронов из валентной полосы на уровни центров свечения переход типа 3 на рис.1.1.1 , что приводит к уменьшению числа рекомбинаций на этих центрах, и, следовательно, к увеличению потока рекомбинаций через центры тушения внешнее тушение. Помимо этого, с повышением температуры возможно увеличение вероятности безызлучательных переходов внутри самого центра свечения внутреннее тушение. В этом случае электрон непосредственно переходит с возбужденного уровня центра свечения на основной, которые на энергетической схеме соприкасаются при больших размахах колебаний атомов. В материалах с высокой концентрацией свободных носителей возможен еще один вид рекомбинаций, не сопровождающихся излучением.

В этом случае энергия, выделившаяся при воссоединении электрона и дырки, передается свободному носителю прежде всего основному, который потом разменивает ее на серию фононов 10 . 1.2 ВОЗМОЖНЫЕ

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Некоторые особенности спектрально-кинетических характеристик люминофоров на основе ZnS:Cu

Исследования последних лет показали, что прогресс любых технических характеристик электролюминесцентных приборов и устройств невозможен без решения… Для решения этой проблемы проводятся обширные исследования по изучению… Представителями данного класса люминофоров являются сульфоселенид цинка Zn S,Se Cu и сульфоселенид цинка кадмия Zn,Cd…

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Общие положения люминесценции кристаллофосфоров

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Механизмы возбуждения электролюминесценции
Механизмы возбуждения электролюминесценции. Электролюминесценция отличается от других видов люминесценции прежде всего способом подведения энергии к веществу. Поэтому при ее изучении основно

Механизмы свечения цинк-сульфидных электролюминофоров
Механизмы свечения цинк-сульфидных электролюминофоров. Цинк-сулфидные люминофоры обладают высокой яркостью и наиболее широко употребляются сейчас на практике. Хотя свечение электролюминофоро

Зависимость интегральной и мгновенной яркости электролюминесценции от напряжения
Зависимость интегральной и мгновенной яркости электролюминесценции от напряжения. Исследование электролюминесценции цинксульфидных электролюминофоров под действием переменного поля 20 показало, что

Зависимость интегральной яркости электролюминесценции от частоты
Зависимость интегральной яркости электролюминесценции от частоты. Величина квантового выхода рекомбинации Р зависит от времени, в течение которого происходит термическое освобождение и перераспреде

Объекты исследования
Объекты исследования. Цинк-сульфидные люминофоры обладают высокой яркостью и широко употребляются сейчас на практике. Хотя свечение люминофоров, активированных медью, серебром, марганцем или

Описание экспериментальной установки
Описание экспериментальной установки. Для исследования спектров и кинетики электролюминесценции использовался светосильный спектрометр СДЛ-1, предназначенный для регистрации спектров люминесценции

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ. Итак, на основании произведенных экспериментальных исследований можно сформулировать следующие выводы 1. Спектр люминесценции электролюминофора ZnS Cu,Mn, изготовленно

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги