Elektroliuminescencinė spinduliuotė. Liuminescencija: tipai, metodai, taikymas
Injekcinę elektroliuminescenciją O. V. Losevas atrado 1923 m., Tirdamas silicio karbido pagrindu pagamintus kristalų detektorius. Šviesos diodų ir puslaidininkinių lazerių veikimo principas. Elektroliuminescencija yra liuminescencija, kurią sužadina elektrinis laukas. Stebima dujose ir kietose dalyse. Elektroliuminescencijos metu medžiagos atomai (molekulės) pereina į sužadintą būseną, kai joje atsiranda tam tikros formos elektros iškrova. Injekcijos elektroliuminescencija stebima, kai pn sandūra įjungiama į priekį. Kai naudojama išorinė įtampa U, kuri sumažina kontaktinio potencialo skirtumą, į n sritį įleidžiamos (įpurškiamos) perteklinės skylės, o į didelio atsparumo ploną sluoksnį tarp n- ir p- įvedami elektronai arba abu. regionuose. Čia svarbiausia kontaktų tarp elektrodų ir šviečiančios medžiagos pobūdis. Injekcinė elektroliuminescencija, t.y. optinės spinduliuotės generavimas pn sandūroje sujungia du procesus: nešiklio įpurškimą ir pačią elektroliuminescenciją.
Jei p - n jungtis yra veikiama įtampos, nukreiptos į priekį, tada skylės iš p srities ir elektronai iš n srities juda viena kitos link ir rekombinuojasi su spinduliuote, patekdamos į perėjimo sritį. Pavyzdžiui, jei elektronų koncentracija n srityje yra didesnė už skylių koncentraciją p srityje, t.y. nn> pp, tada elektronai suleidžiami iš n-srities į p-sritį.
Mažumos nešėjai, suleisti per p-n sandūrą, difunduoja giliai į medžiagą. Dėl rekombinacijos procesų jų koncentracija mažėja atstumu nuo kosminės įkrovos srities.
1 paveikslas. Injekcija
Esant pastoviam rekombinacijos greičiui, mažumų krūvininkų koncentracija eksponentiškai mažės atstumu. Atstumas, kai jų koncentracija sumažėja e koeficientu, yra lygus difuzijos ilgiui. Ši vertė gali būti laikoma gyliu, į kurį įsiskverbia įpurškiami krūvininkai. Taigi elektronų įsiskverbimo į p sritį gylį galima laikyti lygiu difuzijos ilgiui Ln p medžiagoje, o skylių įsiskverbimo į n sritį gyliui - iki difuzijos ilgiui Lp n medžiaga.
Rekombinuoti elektronai pereina nuo aukštesnių laidumo juostos energijos lygių, esančių netoli jos apatinės ribos, iki žemesnių lygių, esančių šalia viršutinės valentinės juostos ribos. Tokiu atveju išsiskiria fotonas, kurio energija beveik lygi juostos tarpui E g.
Šviesos diodams germanis ir silicis netinka, nes jų juosta yra per maža. Šiuolaikiniams šviesos diodams daugiausia naudojamas galio fosfidas GaP ir silicio karbidas SiC, taip pat kai kurie trikampiai junginiai, vadinami kietaisiais tirpalais, susidedantys iš gallio, aliuminio ir arseno (GaAlAs) arba gallio, arseno ir fosforo (GaAsP) ir kt. Priemaišų. norėdamas gauti skirtingų spalvų spindesį.
Rekombinacijos procesas susideda iš elektronų perėjimo iš laidumo juostos į valentinę juostą ir kartu išsiskiria energijos perteklius. Dalis šios energijos išleidžiama kristalui pašildyti, o likusi dalis yra išskiriama šviesos kvantų pavidalu.
Įjungus šviesos diodą priešinga kryptimi, nešiklio įpurškimo nebus, srovė bus maža ir nebus įpurškimo elektroliuminescencijos. Rekombinacijos procesas susideda iš elektronų perėjimo iš laidumo juostos į valentinę juostą ir kartu išsiskiria energijos perteklius. Dalis šios energijos išleidžiama kristalui pašildyti, o likusi dalis skleidžiama šviesos kvantų pavidalu.
Rekombinacija taip pat gali vykti dalyvaujant priemaišų lygiams. Kai elektronai ir skylės rekombinuojasi, šiame sluoksnyje atsiranda švytėjimas. Švytėjimo spalva injekcijos elektroliuminescencijos metu priklauso nuo pagrindinės medžiagos ir priemaišų pobūdžio. GaP pagrindu veikiantys šviesos diodai yra plačiai naudojami, skleidžiantys žalią, geltoną ir raudoną spektro sritis.
Injekcinės elektroliuminescencijos taikymas šviesos spinduliuojančiose medžiagose
1950 m. Amerikiečių specialistai Payne'as, Mageris ir Jerome'as pranešė apie praktinį elektroliuminescencijos reiškinio panaudojimą, išreikštą kuriant naują šviesos šaltinį - elektroliuminescencinę lempą. Nuo tų metų daugelyje šalių, taip pat ir SSRS, plėtojami giluminiai elektroliuminescencijos reiškinių tyrimai ir jų praktinis pritaikymas naujo tipo šviesos šaltiniuose ir iš esmės naujuose šviesos stiprintuvuose, šviesos vaizdų stiprintuvuose, televizijos imtuvuose, kompiuteriuose ir kituose prasidėjo prietaisai.
Nemaža šio injekcijos elektroliuminescencijos darbo dalis skirta šio reiškinio fizikos tyrimams. Būtent dėl pažangos tiriant liuminescencijos mechanizmą ir radiacinės bei neradiacinės rekombinacijos centrų pobūdį buvo įmanoma sukurti technologiją, kaip gaminti efektyvius šviesos diodus, kurių pagrindas yra silicio karbidas ir galio fosfidas.
Panagrinėkime kai kurias elektroliuminescencijos savybes, kurios yra svarbios praktinio taikymo požiūriu. Kalbėsime apie ypatingus elektroliuminescencijos atvejus - švytėjimą, kuris atsiranda kristaluose, kai jiems pritaikomi dideli išoriniai elektriniai laukai.
Elektroliuminescencinės šviesos šaltinio konstrukcija schematiškai parodyta 2 pav. Kad būtų aiškiau, sluoksnių storis yra labai ir neproporcingai padidintas. Smulkūs liuminescencinės medžiagos kristaliniai milteliai čia disperguojami dervos dielektrikuose, formuojant ploną sluoksnį tarp elektrodų. Vienas iš elektrodų yra skaidrus.
Daugumoje konstrukcijų atraminė dalis yra stiklo plokštė, ant kurios vieno stolono susidaro laidus alavo oksidas arba laidus kadmio oksidas. Laidi danga taip pat gali būti plona purškto aukso plėvelė arba smulkios struktūros žalvario arba fosforo bronzos tinklelis. Laidaus sluoksnio paviršiuje dedamas dielektrinis sluoksnis, kuriame yra elektroluminoforas, dažniausiai cinko sulfido pagrindu. Tada sukuriamas antrasis elektrodas, paprastai plono vakuumu purškiamo aliuminio sluoksnio pavidalu. Šis elektrodas taip pat naudojamas atspindint skleidžiamą šviesą permatomo elektrodo link. Elemento kraštuose yra pritvirtintos dvi minkštos metalinės tarpinės, sujungtos elektrodais. Prietaiso gamyba baigiama uždengiant galinę pusę dielektriko sluoksniu, kuris apsaugo plonus sluoksnius nuo mechaninių pažeidimų ir drėgmės bei dulkių patekimo į juos, taip pat izoliuoja juos elektra.
2 paveikslas. Elektroliuminescencinės šviesos šaltinio konstrukcija (pjūvyje): 1– stiklo plokštė; 2 - izoliatorius; 3 - kontaktinis metalinis elektrodas; 4 - apsauginė danga; 5 - skaidri laidžioji plėvelė; 6 - elektroluminoforas; 7 - metalinė plokštė; 8 - laidžios dangos kontaktinis elektrodas. Elektroliuminescencinių šviesos šaltinių ryškumas padidėja per pirmąsias darbo valandas, o vėliau laikui bėgant mažėja. Jie gali išlaikyti 90% pradinio ryškumo po 1000 darbo valandų ir 75% po 4000 valandų. Palyginimui pakeiskime, kad liuminescencinėse lempose šviesos srautas, veikiant 2000–2500 valandų, sumažėja 30%, o vidutinė kaitrinių lempų degimo trukmė yra tik 1000 valandų.
Pagrindiniai šviesos diodų parametrai yra šie:
- Šviesos intensyvumas, išmatuotas kandelose (šviesos stiprio vienetas, kurį skleidžia standartinis specialus šaltinis) ir nurodytas konkrečiai priekinei srovei. Šviesos diodų šviesos intensyvumas paprastai yra tarp vienetų ir šimtų mCd.
- Ryškumas, lygus šviesos intensyvumo ir šviečiančio paviršiaus ploto santykiui (dešimtys - šimtai kandelių / cm2).
- Nuolatinė priekinė įtampa (2-3 V).
- Švytėjimo spalva ir bangos ilgis, atitinkantys didžiausią šviesos srautą.
- Didžiausia leistina nuolatinė nuolatinė srovė (dešimtys mA).
- Didžiausia leistina nuolatinė atvirkštinė įtampa (V vienetai).
- Aplinkos temperatūros diapazonas, kuriame šviesos diodas gali veikti normaliai (pavyzdžiui, nuo –60 iki + 70C).
Išanalizavęs injekcinę elektroliuminescenciją, išsiaiškinau, kad elektroliuminescencija yra reiškinys, dėl kurio galima gauti puslaidininkinius spinduolius. Elektroliuminescencija yra švytėjimas, atsirandantis kietąją medžiagą sužadinant kintamu elektriniu lauku ar srove. Šio proceso ypatybė yra tai, kad nėra poreikio šildyti kūną, kaip ir švytinčių kaitrinių kūnų atveju. Šiuo metu ši kryptis yra aktuali tyrimų tema.
Ukrainos aukštojo mokslo ministerija
Ukrainos nacionalinis technikos universitetas
"Kijevo politechnikos institutas"
Santrauka šia tema:
Liuminescencija
elektroliuminescencija
Baigta: II kurso studentė
PKP PM-91 „Milokosty A.A.“
Patikrino: Nikitinas A.K.
Planas:
1. Įvadas __________________________________ 3
2. Liuminescencijos reiškinių klasifikacija _______ 4
3. Liuminescencijos tipai ________________________ 5
4. Fizinės liuminescencijos charakteristikos ___ 7
5. Liuminescencijos kinetika ____________________ 7
6. Liuminescencinės medžiagos __________________ 9
7. Tyrimo metodai _____________________ 11
8. Luminoforai ________________________________ 11
9. Naudotos literatūros sąrašas __________ 14
Įvadas
Liuminescencija - spinduliavimas, kuris yra kūno šiluminės spinduliuotės perteklius tam tikroje temperatūroje ir kurio trukmė gerokai viršija šviesos bangų periodą. Pirmąją šio apibrėžimo dalį pasiūlė E. Widomanas ir atskiria liuminescenciją nuo pusiausvyros šiluminės spinduliuotės. Antrąją dalį - trukmės ženklą - įvedė SI Vavilovas, norėdamas atskirti liuminescenciją nuo kitų antrinės liuminescencijos reiškinių - šviesos atspindžio ir išsklaidymo, taip pat nuo stimuliuojamos emisijos, įkrautų dalelių bremstrahlungo.
Todėl norint pasirodyti liuminescencijai, reikalingas tam tikras energijos šaltinis, kitoks nei pusiausvyrinė tam tikro kūno vidinė energija, atitinkanti jo temperatūrą. Norint išlaikyti stacionarią liuminescenciją, šis šaltinis turi būti išorinis. Nestacionari liuminescencija gali atsirasti pereinant kūną į pusiausvyros būseną po išankstinio sužadinimo (liuminescencijos skilimo). Kaip seka pats apibrėžimas, liuminescencijos sąvoka reiškia ne atskirus spinduliuojančius atomus ar molekules, bet ir jų agregatus - kūnus. Šiluminės spinduliuotės ir liuminescencijos atveju elementarūs molekulių sužadinimo ir šviesos spinduliavimo veiksmai gali būti vienodi. Skirtumas yra tik santykinis tam tikrų energijos perėjimų skaičius. Iš liuminescencijos apibrėžimo taip pat išplaukia, kad ši sąvoka taikoma tik tam tikros temperatūros kūnams. Esant stipriam nukrypimui nuo šiluminės pusiausvyros, nėra prasmės kalbėti apie temperatūros pusiausvyrą ar liuminescenciją.
Trukmės ženklas turi didelę praktinę reikšmę ir leidžia atskirti liuminescenciją nuo kitų nesubalansuotų procesų. Visų pirma, jis suvaidino svarbų vaidmenį Vavilovo-Čerenkovo fenomeno atradimo istorijoje, leidžiantis nustatyti, kad pastebėto švytėjimo negalima priskirti liuminescencijai. Teorinio Vavilovo kriterijaus pagrindimo klausimą svarstė B.I. Stepanovas ir B.A.Afanasevičius. Jų teigimu, norint klasifikuoti antrinę liuminescenciją, egzistuoja arba nėra tarpinių procesų tarp liuminescenciją sužadinančios energijos absorbcijos ir antrinės liuminescencijos emisijos (pavyzdžiui, perėjimai tarp elektroninių lygių, vibracinės energijos pokyčiai ir kt.) yra labai svarbus. Tokie tarpiniai procesai būdingi liuminescencijai (visų pirma, jie vyksta neoptiškai sužadinant liuminescenciją).
Liuminescencijos reiškinių klasifikacija
Skiriamas sužadinimo tipas: jonoliuminescencija, kandoluminescencija, katodoliuminescencija, radijo-luminescencija, rentgeno spindulių, elektroliuminescencija, fotoliuminescencija, chemiliuminescencija, triboliuminescencija. Pagal liuminescencijos trukmę skiriama fluorescencija (trumpas švytėjimas) ir fosforescencija (ilgas švytėjimas). Dabar šios sąvokos išlaikė tik sąlyginę ir kokybinę prasmę, nes neįmanoma nurodyti jokių tarp jų ribų. Kartais fluorescencija suprantama kaip savaiminė liuminescencija, o fosforescencija - stimuliuojama liuminescencija (žr. Toliau).
Racionaliausią liuminescencijos reiškinių klasifikaciją, pagrįstą elementinių procesų mechanizmo ypatybėmis, pirmiausia pasiūlė Vavilovas, kuris išskyrė spontaniškus, priverstinius ir rekombinacinius liuminescencijos procesus. Vėliau buvo izoliuota ir rezistinė liuminescencija.
Liuminescencijos tipai
1) Rezonansinė liuminescencija(dažniau vadinamas rezonansine fluorescencija ) stebimas kai kurių paprastų molekulių atominiuose garuose (gyvsidabris, natris ir kt.), o kartais ir sudėtingesnėse sistemose. Spinduliavimas yra savaiminis ir įvyksta iš to paties energijos lygio, kuris pasiekiamas absorbuojant jaudinančios šviesos energiją. Padidėjus garų tankiui, rezonansinė liuminescencija virsta rezonansine sklaida.
Visais atvejais tokio tipo emisija neturėtų būti susijusi su liuminescencija ir turėtų būti vadinama rezonansine sklaida.
2) Spontaninė liuminescencija apima perėjimą (radiacinį arba, neradiacinį) į energijos lygį, nuo kurio atsiranda spinduliuotė. Šis liuminescencijos tipas būdingas kompleksinėms molekulėms garuose ir tirpaluose bei priemaišų centrams kietosiose dalyse. Ypatingas atvejis yra liuminescencija dėl perėjimų iš eksitoninių būsenų.
3) Metastabilus arba stimuliuojama liuminescencija būdingas perėjimas į metastabilų lygį absorbavus energiją ir paskesnis perėjimas į radiacijos lygį dėl vibracijos energijos perdavimo (dėl vidinės kūno energijos) arba papildomo šviesos kvanto, pavyzdžiui, infraraudonųjų spindulių. . Šio tipo liuminescencijos pavyzdys yra organinių medžiagų fosforescencija, kurioje metastabilus žemesnis organinių molekulių trigubas lygis. Šiuo atveju daugeliu atvejų stebimos dvi liuminescencijos trukmės juostos: ilgo bangos ilgio juosta, atitinkanti savaiminį perėjimą TS 0 ir tada (lėta fluorescencijos arba β juosta), ir trumpo bangos ilgio juosta, kuri sutampa spektras su fluorescencija ir atitinkantis stimuliuojamą perėjimą TS 1, o tada savaiminį perėjimą s 1 -s 0 (fosforescencija arba α juosta).
4) Rekombinacinė liuminescencija atsiranda susijungus dalelėms, kurios išsiskyrė absorbuojant jaudinančią energiją. Dujose gali įvykti radikalų ar jonų rekombinacija, dėl kurios molekulė pasirodo sužadinta. Vėlesnį perėjimą į pagrindinę būseną gali lydėti liuminescencija. Kristalinėse kietosiose dalyse rekombinacinė liuminescencija atsiranda dėl to, kad veikiant kokiam nors energijos šaltiniui atsiranda pusiausvyros neturintys krūviai (elektronai ar skylės). Skiriama rekombinacinė liuminescencija perėjimo juostos į juostą metu ir defektų ar priemaišų centrų (vadinamųjų. liuminescencijos centrai). Visais atvejais liuminescencijos procesas gali apimti nešiklių užfiksavimą spąstuose, vėliau juos atleidžiant terminėmis ar optinėmis priemonėmis, t. Centrų liuminescencijos atveju rekombinacija susideda iš skylių sulaikymo centro žemės lygyje ir elektronų sužadintame lygyje. Spinduliavimas atsiranda dėl centro perėjimo iš sužadintos būsenos į pagrindinę būseną. Rekombinacinė liuminescencija stebima kristalų fosforuose ir tipiniuose puslaidininkiuose, tokiuose kaip germanis ir silicis. Nepriklausomai nuo elementinio proceso, vedančio į liuminescenciją, mechanizmo, radiacija galutiniu atveju įvyksta savaiminio perėjimo iš vienos energijos būsenos į kitą metu. Jei šis perėjimas yra leidžiamas, tada vyksta dipolinė spinduliuotė. Draudžiamų perėjimų atveju spinduliuotė gali atitikti tiek elektrinius, tiek magnetinius dipolius, elektrinius kvadrupolius ir kt.
Fizinės liuminescencijos charakteristikos
Kaip ir bet kuri spinduliuotė, liuminescencijai būdingas spektras (spinduliavimo srauto spektrinis tankis) ir poliarizacijos būsena. Liuminescencijos spektrų ir juos įtakojančių veiksnių tyrimas yra spektroskopijos dalis.
Kartu su šiomis bendrosiomis charakteristikomis yra ir būdingų liuminescencijai. Pats liuminescencijos intensyvumas domina retai. Vietoj to įvedama išmetamos energijos ir sugertos energijos santykio vertė, vadinama liuminescencijos išvestis... Daugeliu atvejų išėjimas nustatomas pastovios būsenos sąlygomis kaip spinduliuojamos ir sugertos galios santykis. Fotoliuminescencijos atveju pristatoma kvantinės išeities sąvoka ir atsižvelgiama į išeities spektrą, t. išėjimo priklausomybė nuo jaudinančios šviesos dažnio ir poliarizacijos spektro - poliarizacijos laipsnio priklausomybė nuo jaudinančios šviesos dažnio. Be to, liuminescencijos poliarizacijai būdingos poliarizacijos diagramos, kurių forma siejama su elementariai skleidžiančių ir sugeriančių sistemų orientacija ir daugpoliškumu.
Liuminescencijos kinetika Augimo kreivės forma, įjungus sužadinimą, ir liuminescencijos skilimo kreivė, ją išjungus, ir kinetikos priklausomybė nuo įvairių veiksnių: temperatūros, jaudinančio šaltinio intensyvumo ir kt. liuminescencija. Liuminescencijos kinetika labai priklauso nuo pradinio proceso tipo, nors tai nėra vienareikšmiškai nustatyta. Spontaninės liuminescencijos skilimas, kai kvantinė išeiga artima vienybei, visada vyksta eksponentiškai: I (t) = I 0 exp (-l / τ), kur τ apibūdina sužadintos būsenos vidutinį gyvenimą, ty yra lygus abipusiam tikimybė savaiminis perėjimas per laiko vienetą. Tačiau jei liuminescencijos kvantinė išeiga yra mažesnė už vienybę, t. Y., Liuminescencija iš dalies užgesinama, tada eksponentinio skilimo dėsnis išsaugomas tik paprasčiausiu atveju, kai gesinimo tikimybė Q yra pastovi. Šiuo atveju τ = 1 / (A + Q) ir kvantinė išeiga η = A / (A + Q), kur Q yra neradiacinio perėjimo tikimybė. Tačiau Q dažnai priklauso nuo laiko, praėjusio nuo tam tikros molekulės sužadinimo momento, tada liuminescencijos skilimo dėsnis tampa sudėtingesnis. Stimuliuojamos liuminescencijos kinetiką vieno metastabilaus lygio atveju lemia dviejų eksponentų suma.
Liuminescencija sužadinta elektrinio lauko
Animacija
apibūdinimas
Elektroliuminescencija yra liuminescencija, kurią sužadina elektrinis laukas. Stebima dujose ir kietose dalyse. Elektroliuminescencijos metu medžiagos atomai (molekulės) pereina į sužadintą būseną, kai joje atsiranda tam tikros formos elektros iškrova. Iš įvairių kietųjų medžiagų elektroliuminescencijos tipų svarbiausia yra injekcija ir išankstinis suskaidymas. Injekcinė elektroliuminescencija yra būdinga kai kurių puslaidininkių, pavyzdžiui, SiC ar GaP, pn sandūrai pastoviame elektriniame lauke, įeinančiame į perdavimo kryptį. Kiaurymių perteklius suleidžiamas į n sritį, o elektronai suleidžiami į p sritį (arba abu į ploną sluoksnį tarp p ir n srities). Švytėjimas atsiranda dėl elektronų ir skylių rekombinacijos pn sluoksnyje.
Elektroliuminescencija prieš suskaidymą stebima, pavyzdžiui, milteliniuose ZnS, suaktyvintuose Cu, Al ir kt., Dielektrikuose tarp kondensatoriaus plokščių, kuriai naudojama garso dažnio kintama įtampa. Esant didžiausiai įtampai ant kondensatorių plokščių, fosfore vyksta procesai, artimi elektriniam skilimui: fosforo dalelių kraštuose sutelktas stiprus elektrinis laukas, kuris pagreitina laisvuosius elektronus. Šie elektronai gali jonizuoti atomus; susidariusias skylutes užfiksuoja liuminescencijos centrai, ant kurių elektronai rekombinuojasi pakeitus lauko kryptį.
Laiko charakteristikos
Iniciacijos laikas (prisijungti nuo -3 iki -1);
Visą gyvenimą (log tc nuo -1 iki 9);
Skilimo laikas (log td nuo -6 iki -3);
Optimalus kūrimo laikas (log tk nuo 0 iki 6).
Diagrama:
Techninis efekto realizavimas
1 variantas:
Iš tikrųjų - įprastas tinklo atsuktuvas-zondas, įkištas į elektros lizdo lizdą, kad būtų galima patikrinti įtampą.
Elektroliuminescencija dujų indikatoriuje
Pav. vienas
Legenda:
3 - savavališkos formos fluorescencinis vamzdis;
2 variantas: Kietojo kūno diegimas elektroliuminescencijos pn puslaidininkiuose
Iš tikrųjų tai yra standartinis šviesos diodas, naudojamas šiuolaikinių elektroninių buitinių prietaisų šviesos įjungimui rodyti.
Kietojo kūno diegimas elektroliuminescencijos pn sandūroje
Pav. 2
Legenda:
3 - p-n sandūra;
4 - liuminescencinės spinduliuotės srautas;
U yra kintamojo EMF įtampa.
Efekto taikymas
Elektroliuminescencija - tai šviesos srautas, kurį skleidžia pro jį tekantis elektrinis laukas arba srovė. Kai puslaidininkiui (vadinamam fosforu) pritaikomas elektrinis laukas, dėl elektrinio lauko įvyksta elektronų smūginė jonizacija, taip pat elektronų emisija iš surinkimo centro. Dėl to laisvųjų nešėjų koncentracija viršys pusiausvyrą, o puslaidininkis bus sužadintos būsenos, t. būsenoje, kurioje jos vidinė energija viršija pusiausvyrą esant tam tikrai temperatūrai.
Elektroliuminescencinio spinduolio (kondensatoriaus) įtaisas: plonas puslaidininkio (cinko sulfido) sluoksnis (iki 20 mikronų) purškiamas ant metalinio pagrindo, o virš jo uždedamas plonas, matomai šviesai skaidrus metalo sluoksnis. Prijungus šaltinį (pastovų ar kintamą) prie metalinių sluoksnių, atsiranda žalsvai mėlynas švytėjimas, kurio ryškumas yra proporcingas šaltinio U vertei. Jei fosfore yra cinko selenido, galite gauti baltą, geltoną arba oranžinį švytėjimą.
Trūkumai:
Žemas našumas;
Nestabilus parametras;
Mažas švytėjimo ryškumas;
Mažas išteklius.
Elektroliuminescencija taip pat pastebima puslaidininkiniuose dioduose, kai srovė teka per diodą, su tiesioginiu ryšiu. Tokiu atveju elektronai juda iš n srities į p sritį ir ten rekombinuojasi su skylėmis. Priklausomai nuo juostos tarpo, fotonai turi dažnius matomoje arba nematomoje šviesos spektro dalyje, pagaminti iš silicio, skleidžiantys nematomą infraraudonąją šviesą.
Šviesos diodams naudojamos medžiagos, kurių juostos tarpas yra nuo 1,6 eV iki 3,1 eV (tai raudonos ir violetinės spalvos), todėl jos plačiai naudojamos kuriant skaitmeninius indikatorius, optronus ir lazerius.
Privalumas:
Gaminamumas;
Didelis našumas;
Ilgas tarnavimo laikas;
Patikimumas;
Mikro miniatiūra;
Didelis radiacijos monochromatiškumas.
Pagal konstrukciją skiriami šviesos diodai: įpurškimo, puslaidininkiniai lazeriai, superliuminescenciniai (užimantys tarpines vertes ir naudojami FOCL), su valdoma švytėjimo spalva.
ZSI- ženklų sintezavimo indikatoriai, kuriuose vaizdas gaunamas naudojant mozaiką ant nepriklausomai valdomų keitiklių „elektrinio signalo šviesos“.
ZSI naudoja spindesį, atsirandantį fosforuose, esančiuose stipriame elektriniame lauke. Struktūriškai jie yra kondensatorių grupė, kurioje viena iš plokščių yra skaidri, o kita nėra skaidri.
Prijungus šaltinį prie plokščių, fosforas pradeda švytėti.
Jei permatomas elektrodas yra pagamintas iš vienos ar kitos formos, tada švytėjimo zona pakartos formą. Pjūvio spalva priklauso nuo fosforo sudėties. Naudojamas ekranuose.
Švytėjimo ryškumas priklauso nuo U vertės ir dažnio: U = 160-250V, f = 300-4000Hz.
Energijos suvartojimas šimtųjų-dešimtųjų vatų, ryškumas 20–65 cd / m 2.
Katodoliuminescencija. Kai dujos pašalinamos iš kolbos (esant ≈ 1,3 Pa slėgiui), dujų švytėjimas susilpnėja ir kolbos sienos pradeda švytėti. Kodėl? Elektronai, kuriuos teigiami jonai išmuša iš katodo, retai susiduria su dujų molekulėmis, turinčiomis tokį išsiskyrimą, todėl, lauko pagreitintas, atsitrenkdamas į stiklą, sukelia jo švytėjimą, vadinamąją katodoliuminescenciją, o elektronų srautas vadinamas katodo spinduliais.
Žemos įtampos vakuuminė liuminescencija. Veikimo mechanizmo požiūriu jis nesiskiria aukšta įtampa ir yra rekomendacinio pobūdžio.
Esmė - fosforas bombarduojamas elektronais, kurie sužadina fosforą ir lemia termodinaminės pusiausvyros pažeidimą. Atsiranda elektronų, kurių energija yra didesnė už laidumo juostos energiją, ir skylių, kurių energija yra mažesnė už valentinės juostos viršų. Ryšium su pusiausvyros būsenos nestabilumu, rekombinacijos procesas prasideda fotonų emisija katodais, kurį lydi radiacija.
Jei rekombinacija atliekama per gaudyklę, tada po kurio laiko nešėjai gali grįžti į savo vietas, o tai padidina poslinkį.
Žemos įtampos liuminescencijai būdinga:
Pagal fosforo tipą;
Elektronų bombardavimo gylis kristale;
Naudojama žemos įtampos įtampa (vienetai yra dešimtys voltų);
Naudojamas vakuume ZSI;
Kaitinamojo siūlo įtampa = 5V;
Ua = (20-70) B;
Anodo srovės segmentas (1-3) mA.
Vakuuminio ZSI pranašumai:
Didelis švytėjimo ryškumas;
Daugiaspalvis;
Mažiausias energijos suvartojimas;
Puikus pasirodymas.
Trūkumai: būtina turėti tris energijos šaltinius, struktūros trapumą.
Kontroliniai 2 temos klausimai:
1 Poliarizacijos samprata.
2 Poliarizacijos tipai.
3 Kas lemia dielektriko elektrinį laidumą?
4 Nurodykite elektros gedimo tipus.
5 Nurodykite feroelektrikos ypatybes.
6 Pjezo efektas ir jo taikymas.
7 Nurodykite dujų išleidimo tipus ir jų ypatybes.
8 Elektroliuminescencijos ir katodoliuminescencijos ypatumai.
Dėl to, kad jame pasirodė K.-L. elektrinės formos. išmetimas. Nuo suskaidymo. tipai E. tv. svarbiausi kūnai yra injekcija ir išankstinis gedimas. Injekcija E. būdinga p - n sandūrai, pavyzdžiui, kai kuriuose PP. SiC arba GaP, DC elektrinis įtraukta į pralaidumo kryptį. Kiaurymių perteklius įšvirkščiamas į sritį, o elektronai - į p sritį (arba abu į ploną sluoksnį tarp p ir n srities). Švytėjimas atsiranda dėl elektronų ir skylių rekombinacijos p - n sluoksnyje.
Išankstinis skilimas E. pastebimas, pavyzdžiui, miltelių pavidalo ZnS, kurį aktyvuoja Cu, A1 ir kiti ir dedami į dielektriką tarp kondensatoriaus, į kurį tiekiama AC, plokštelių. garsas. dažnis. Maks. įtampa ant fosforo kondensatoriaus plokščių atsiranda arti elektros. suskaidymas: fosforo dalelių pakraščiuose sutelkta stipri elektrinė koncentracija. lauke, pjūvis pagreitina laisvą el-ny. Šie elektronai gali jonizuoti atomus; susidariusias skylutes užfiksuoja liuminescencijos centrai, ant kurių elektronai rekombinuojasi pakeitus lauko kryptį.
E. dujos - dujų išlydžio švytėjimas - naudojamos dujų išleidimo vamzdeliuose. E. tv. tel naudojamas prietaisams rodyti (elektroliuminescencinių ženklų indikatoriai, mnemoninės diagramos, vaizdai ir kt.).
Fizinis enciklopedinis žodynas. - M.: sovietinė enciklopedija. . 1983 .
ELEKTRUMINĖ ĮTAKA
-
liuminescencija, susijaudinęs elektrinis. srityje. Stebima dujose ir kietose dalyse. Su E. medžiagos atomai (molekulės) pereina į sužadintą būseną, nes joje atsiranda K.-L. elektrinės formos. išmetimas. Nuo suskaidymo. tipai E. tv. tel naib. svarbūs yra abu Injekcija E. būdinga p - n pavyzdžiui, tam tikrų puslaidininkių perėjimai. SiC arba GaP, DC elektrinis laukas, įtrauktas į pralaidumo kryptį. IN n- skylių perteklių įpurškiama į regioną ir p- sritis - elektronai (arba abu plonu sluoksniu tarp R- ir n-rijų). Švytėjimas atsiranda dėl elektronų ir skylių rekombinacijos p - n sluoksnis.
Išankstinis skilimas E. pastebimas, pavyzdžiui, miltelių pavidalo ZnS, kurį aktyvuoja Cu, Al ir kitos medžiagos, dedamos į dielektriką tarp kondensatorių plokščių, į kurias tiekiama kintama srovė. garso dažnio įtampa. Maks. įtampa ant kondensatoriaus plokščių fosforo dalelių kraštuose, koncentruota stipri elektrinė. lauke pjūvis pagreitina laisvuosius elektronus ir vyksta procesai, artimi elektrinei. palaužti. Elektronai jonizuoja atomus; susidariusios skylės užfiksuojamos liuminescencijos centrai, ant kurių elektronai rekombinuojasi pakeitus lauko kryptį.
Panašus mechanizmas realizuojamas daugiasluoksnėse plonos plėvelės sistemose, kur šviečianti plėvelė, kurios storis apytiksliai. 1 mikroną nuo kondensatorių plokščių išskiria dar plonesni dielektriniai sluoksniai. Tokių sistemų bruožas yra galimybė sukurti labai didelę fosforo sluoksnio elektrinę įtampą. laukų (~ 10 8 V / m), dėl kurių galima gauti kelis. kiekvieno kviečių šviesos, einančios per sluoksnį. Dr. bruožas - galimybė gauti bistabilų režimą, kai stacionarus švytėjimas priklauso nuo to, ar tam tikra įtampos amplitudė pasiekiama ją padidinant ar sumažinant.
Galimi ir kiti išankstinio skilimo E. mechanizmai - tiesioginiai emisijos centrai pagal elektronų smūgį, taip pat E. p - n- perėjimai, įjungti išjungimo kryptimi. Viduje esančiuose elektronuose laisvi elektronai (arba skylės) išsiskiria perėjimo laidumo juostoje (valentinės juostos) metu, nedalyvaujant liuminescencijos centrams. Tai išsiskiria itin plačiu spektru, apimančiu visą puslaidininkio skaidrumo sritį ir netgi patenkančiu į vidinį. absorbcija.
E. dujos (dujų išlydžio švytėjimas) naudojamos dujų išleidimo vamzdeliuose. E. tv. indikatoriams naudojami kūnai (elektroliuminescenciniai, ženklų indikatoriai, mnemoninės grandinės, vaizdo keitikliai ir kt.)
Šiuo metu su išankstiniu gedimu E. naudojamas sistemas gamina Ch. arr. remiantis ZnS. Jie gali būti suskaidomi (laipsniškas ryškumo sumažėjimas veikiant) dėl joninių procesų, veikiami stiprios elektros. laukai. GaN pagrįstos sistemos yra žymiai patvaresnės, tačiau jų gamybos technologija dar nėra pakankamai išvystyta. Organinės sistemos taip pat yra kuriamos. junginiai su dvigubomis jungtimis.
Lit .: Taikomoji elektroliuminescencija, M., 1974; Vereshchagin IK, kristalų elektroliuminescencija, M., 1974; Verevkin Yu.N., Skilimo procesai kietųjų medžiagų elektroliuminescencijoje, L., 1983. M.V.Fockas.
Fizinė enciklopedija. 5 tomais. - M.: sovietinė enciklopedija. Vyriausiasis redaktorius A. M. Prohorovas. 1988 .
Sinonimai:
Pažiūrėkite, kas yra „ELEKTRUMINĖ PAVYZDIS“ kituose žodynuose:
Elektroliuminescencija ... Rašybos žodynas-nuoroda
elektroliuminescencija- Kūnų liuminescencijos reiškinys veikiant elektriniam laukui. [GOST 13820 77] elektroliuminescencija Luminescencija, atsirandanti veikiant elektriniam laukui. [GOST 25066 91] elektroliuminescencija Luminescencija sužadinta elektrinio lauko. ... ... Techninio vertėjo vadovas
Dujų švytėjimas žemoje temperatūroje dėl elektrinių iškrovų praeinimo per jas. Užsienio žodžių, įtrauktų į rusų kalbą, žodynas. Chudinov A.N., 1910. elektroliuminescencija (žr. Elektro ...) fizinė. liuminescencija veikiant ... ... Rusų kalbos užsienio žodžių žodynas
ELEKTRUMINIS PAVARAS - tam tikrų medžiagų, pirmiausia fosforo, švytėjimas, kai jos yra kintamosios srovės lauke. FLUORESCENT LAMPS, dalį švytėjimo sukelia elektroliuminescencija, o dalį - PHOTOLUMINESCENCE ... Mokslinis ir techninis enciklopedinis žodynas
Nt., Sinonimų skaičius: 3 liuminescencijos (13) švytėjimo (17) elektrinio švytėjimo ... Sinonimų žodynas
IR; f. Elektrinio lauko sukurta liuminescencija. ◁ Elektroliuminescencinė, oi, oi. O lempa. E. medžiaga. * * * ELEKTRUMININESCENCIJOS ELEKTROLUMENESCENCIJA, liuminescencija (žr. LUMINESCENCIJA), sužadinta elektrinio lauko. ... ... enciklopedinis žodynas
Praėjusio amžiaus vidurio naktinė elektroliuminescencinė šviesa. Elektroliuminescencija yra liuminescencija, kurią sužadina elektrinis laukas. Jis pastebimas puslaidininkiuose ir kristaliniuose fosforuose esančiose medžiagose, kurių atomai (arba molekulės) virsta susijaudinusiais ... ... Wikipedia
Liuminescencija sužadinta elektrinio lauko. Jis pastebimas dujose ir kristaliniuose fosforuose, kurių atomai (arba molekulės) pereina į sužadintą būseną, kai įvyksta tam tikra elektros iškrova. Uh ... Didžioji tarybinė enciklopedija
elektroliuminescencija- Elektroliuminescencija Elektroliuminescencija (EL) Liuminescencija, kai šviečiantis kūnas energiją gauna tiesiogiai iš elektrinio lauko. Elektros inžinerijoje - matomosios šviesos p n emisija per sankryžą, įtrauktą į priekį, pagal ... Aiškinamasis anglų-rusų nanotechnologijų žodynas. - M.
