Объекты исследования. Цинк-сульфидные люминофоры обладают высокой яркостью и широко употребляются сейчас на практике.
Хотя свечение люминофоров, активированных медью, серебром, марганцем или другими примесями при возбуждении переменным электрическим полем почти не отличаются по спектру от свечения соответствующих фотолюминофоров, приготовление образцов, способных светиться в поле, имеет свои особенности.
Основной из них является введение повышенного количества меди порядка 10-3 г Cu на 1 г ZnS по сравнению с фотолюминофорами. Обычно это связывается с необходимостью получения в кристаллах второго вещества сульфида меди, которые создают условия p-n перехода между ZnS, кристаллы основы которого являются проводниками n- типа и CuхS, который характеризуется проводимостью p - типа рис.2.1.1 . Решетка электролюминофоров обычно содержит большое число различных дефектов, чему способствуют как условия приготовления образцов, так и возможность существования ZnS при комнатной температуре в виде двух устойчивых модификаций кубической и гексагональной.
Для исследовательских целей получены люминофоры с различными примесями. Наиболее распространенными сейчас являются электролюминофоры типа ZnS - Cu, Cl или Al, которые излучают зеленый свет при меньших концентрациях меди, и синий - при больших, и типа ZnS - Мn, Cu, Cl c желтым свечением.
В настоящей работе исследовались образцы, содержащие в качестве люминесцентных центров медь и марганец. Медь создает акцепторные уровни в запрещенной зоне. Основной уровень марганца расположен в валентной зоне, а возбужденный - в запрещенной, достаточно далеко от края зоны проводимости рис.2.1.2 . Одиночные молекулы меди, участвующие в излучении, представляют собой ионы Cu, а молекулы марганца внедряются по принципу замещения и представляют собой дважды ионизируемые молекулы Mn2 . Электролюминесцирующие образцы на основе сульфида цинка представляют собой значительно сложный объект исследования, так как даже небольшие кристаллы ZnS обычно содержат большое число микроскопически светящихся областей, которые соответствуют местам действия поля. Малый размер этих областей и их различное расположение в кристаллах создают условия неоднородного уширения спектров, вследствие чего они представляют собой широкие бесструктурные полосы.
Промышленные люминофоры представляют собой кристаллические порошки, из которых готовят суспензию в диэлектрике, в качестве которого применяют касторовое масло, эпоксидную смолу и др. Массовое соотношение люминофор диэлектрик 1 1. Далее суспензию наносят на прозрачный электрод, прижимают его к корпусу ячейки и закрывают съемной крышкой.
Толщина слоя при этом составляет 100 мкм. Получается прозрачный конденсатор, в котором зерна люминофора распределены в твердом диэлектрике и часть из них соприкасается с электродами.
Затем к конденсатору подключают генератор синусоидального напряжения, устанавливают необходимые значения напряжения и частоты. 2.2