Неорганические люминофоры - Казгикин О.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Такое различное поведение полос, возможно, объясняется тем, что центры красной люминесценции обусловлены ионами олова, расположенными в твердом растворе фосфата цинка в фосфате кальция, имеющего 6-структуру, а зеленые центры связаны с ионами олова в фосфате кальция, имеющем а-структуру [151.
Возбуждение катодными лучами
При возбуждении катодными лучами спектры излучения люминофоров с одним активатором, как правило, не меняются с изменением условий возбуждения, т. е. величин ускоряющего напряжения и плотности тока. Изменение наблюдается только в том случае, если люминофор имеет несколько полос излучения [7]. Так, у люминофора гпБСи [6, с. 227] при малых концентрациях
10
меди и повышении плотности тока уменьшается интенсивность длинноволновой полосы излучения по отношению к коротковолновой (рис. 1.6).
У многополосных люминофоров спектры при фото- и катодовозбуждении иногда различаются из-за того, что при большей плотности тока возбуждения в последнем случае длинноволновая полоса может быть подавлена. При фото-возбужденйи свет может проникать глубже в кристаллы люминофора и излучение в коротковолновой части спектра может ослабляться в большей степени вследствие поглощения центрами люминесценции.
Как и в случае фотовозбуждения, спектр излучения при катодовозбуждении зависит от температуры, если
Рис. 1.6. Зависимость спектра излучения люминофора гпБСи от плотности тока:
1 100 мкА; 2 — 250 мкА.
580 620 А, я/и
в нем есть несколько полос излучения, обусловленных, например, присутствием нескольких активаторов.
Изменение спектра может быть результатом расширения или сужения его или разрешения отдельных полос.
Так, в спектре ZnSTm, возбуждаемого катодными лучами [7] при —150-проявляется линейчатая структура.
Возбуждение электрическим полем
Спектры излучения сульфидных электролюминофоров, возбуждаемых переменным напряжением, определяются природой основы и активаторов, а также концентрацией последних (рис. 1.7). Кроме того, спектр э л е к -т*р олюминесценции зависит от. частоты возбуждающего поля и для
A им
Рис. 1.7. Спектральное распределение энергии излучения 2п5-электро-люминофоров при частотах возбуждающего поля 400 Гц (а) и 5000 Гц (б):
1 — ZbS»Cu (0,03%); г
ZnS'Cu (0,05%); 3 — ZnS-Cu«Al; 4 — ZnS-Cu-Mn; 5 — (Zn.Cd) (S.Se)-Cu.
некоторых люминофоров от величины приложенного напряжения (см. ссылку [36], гл. IV). Особенно резко эта зависимость проявляется в том случае, когда электролюмйнофор имеет несколько полос излучения. Из рис. 1.8 следует,
11
что по мере повышения частоты в спектрах электролюминесценции увеличивается доля коротковолнового излучения. Объяснение этому дано в работах [17, 18].
Резкое изменение спектра излучения при изменении частоты наблюдается и для электролюминофора гпБСиМп (см. стр. 134). Связано это с тем, что
Рис. 1.8. Изменение спектрального распределения энергии излучения электролюминофора Хпё -Си при изменении частоты возбуждающего поля.
О 500 600
А, им
интенсивность излучения в разных полосах различным образом зависит от частоты и поэтому область насыщения может наступать при различных значениях последней.
Электролюминофоры, возбуждаемые постоянным электрическим полем, полученные на основе или ХпБ • ЪпБе при активации марганцем, свинцом и редкоземельными элементами, имеют спектр излучения, характерный для электронных переходов внутри иона активатора [19].
1.3. ВЫХОД ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ Фотовозбуждение
Энергетическим выходом люминесценции называют отношение энергии люминесценции к поглощенной энергии:
Поскольку часть поглощаемой люминофором энергии превращается в тепло, постольку величина энергетического выхода характеризует полноту преобразования энергии возбуждения в энергию люминесценции. Наибольший выход следует ожидать в том случае, когда энергия поглощается непосредственно самим центром люминесценции. Если же энергия поглощается основным веществом, например в случае рекомбйнациовных люминофоров, то при этом образуются электроны и дырки, которые при перемещении по решетке могут захватываться ловушками. Это, а также безызлучательная рекомбинация дырок с электронами, приводит к уменьшению энергетического выхода.
Кроме энергетического выхода, для характеристики эффективности трансформации поглощенной люминофором энергии возбуждения введено понятие квантового выхода.
Квантовым выходом называют отношение числа квантов, излучаемых люминофором (А^), к числу поглощенных квантов возбуждающего света (№п)'-
Если обозначить частоты, соответствующие максимумам спектров излучения и поглощения через ул ж vп, то:
р _ Ел ^УлАл р УЛ
Еп nVпNп Уп
12
В случае квантового выхода не учитывают энергетические потери при стоксовском смещении спектра излучения по отношению к спектру поглощения. Величина выхода существенно зависит от состава люминофора, технологии его изготовления и, кроме того, от присутствия посторонних примесей и концентрации активатора. Наконец, квантовый выход может зависеть от условий возбуждения, длины волны и интенсивности возбуждающего света, а также от температуры.
