Неорганические люминофоры - Казгикин О.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Совместное действие электрического поля и света на фото- и электролюминофоры
При совместном действии поля и света во многих фото- и электролюминофорах происходит как тушение, так и усиление свечения. Эти явления называют электрофотолюминесценцией и фотоэлектролюми-нвсценцией.
141
Из работ [82, 83] следует, что приложение сильного электрического цоля к некоторым фотолюминофорам в процессе затухания люминесценции приводит к вспышке света. Например, приложение поля 20000 В/см при затухании люминофора вызывает вспышку, которая быстро спадает и процесс затухания продолжается по обычному закону.
Дестрпо [84] наблюдал при наложении поля усиление свечения фотолюмц-нофора гиБ-СаЗ-Мп, помещенного в диэлектрик, возбуждаемого рентгеновыми лучами. Увеличение или уменьшение интенсивности свечения при включении поля оценивают величиной
Лф
где Вфэ — интенсивность свечения при совместном действии поля и света; Вф — интенсивность фотолюминесценции; Вэ — интенсивность электролюминесценции.
Для люминофора гиБ-Сав-Мп значение Л возрастает при увеличении интенсивности возбуждающего света и напряжения и не зависит от частоты приложенного напряжения. Длинноволновое излучение в спектре этого люминофора усиливается, а коротковолновое — тушится. Дестрио [84] усиление объясняет тем, что поле ускоряет вторичные электроны, которые образуются при возбуждении рентгеновыми лучами, а это приводит к дополнительному возбуждению Мп-центров.
Усиление люминесценции при одновременном действии цоля и света установлено также и для сублимированных пленок [85]. В этом случае люминофор непосредственно соприкасался с электродами. Авторы интерпретировали усиление свечения увеличением числа электронов, участвующих в процессе возбуждения ионов Мп при облучении светом. Установлено усиление свечения при облучении светом электролюминофоров гпБ - Си • С1 с зеленым и синим свечением. Для получения эффекта необходимо присутствие хлора. Максимальная величина Л составляла при возбуждении переменным полем 1,3, а при возбуждении постоянным полем около 6. Однако при малых напряжениях как для постоянного, так и для переменного поля наблюдалось тушение.
В работах [86, 87] эффект усиления отмечен для промышленных электролюминофоров с синим, зеленым и желтым цветами свечения при возбуждении УФ-светом и переменным полем. Влияние света характеризовалось величиной:
[АВ = Вфэл—(-бфл-|-#эл)
Исследование электролюминофора ХпБ -Си с зеленым цветом свечения показало, что при малых напряжениях, когда нет электролюминесценции, происходит только тушение люминесценции,» а при повышении напряжения АВ переходит через нуль и яркость свечения начинает увеличиваться.
Авторы работы [87] нашли, что в области тушения АВ изменяется с напряжением по закону: В ~ е~ь^у, т. е. процесс обусловлен действием электронов, ускоряемых полем, как и в случае электролюминесценции. Тушение, по-видимому, объясняется тем, что при действии света могут освобождаться из валентной полосы электроны, которые переходят на ионизованные центры свечения и препятствуют процессам излучательной рекомбинации.
Усиление электролюминесценции также подчиняется указанной зависимости от напряжения и обусловлено тем, что освещение усиливает число носителей, принимающих участие в процессе электролюминесценции.
Значение АВ зависит от интенсивности света: при малых интенсивно-стях АВ возрастает линейно, а после перехода через максимум начинает уменьшаться. Это объясняется тем, что при малых интенсивностях света растет число электронов и, следовательно, увеличивается АВ. Однако одновременно с увеличением интенсивности падающего света возрастает падение напряжения в толще кристалла и снижается падение напряжения на барьере, что, в конце концов, приведет к снижению АВ.
Эта точка зрения подтверждает механизм фотоэлектролюминесценции, предложенный Айви [88], который предположил, что кристалл электролюминофора состоит из области, обладающей фотопроводимостью (занимает основной
142
объем кристалла), и области, включающей барьер, который обусловливает электролюминесценцию. При освещении кристалла, к которому приложено электрическое поле, сопротивление его падает (фотопроводимость) и напряжение на этой части кристалла уменьшается, а на части, включающей барьер, увеличивается, что и приводит к возрастанию интенсивности свечения.
М\.2. СВЕТОДИОДЫ (НИЗКОВОЛЬТНЫЕ ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА)
В предыдущих разделах было показано, что порошковые электролюмино-форы позволили создать эффективные источники света, излучающие во всем диапазоне видимого спектра. Однако для их возбуждения требуется напряжение 100—220 В с частотой 400—3000 Гц. Развитие полупроводниковой техники в направлении микроминиатюризации и снижения рабочих напряжений до единиц Вольт стимулировало работы по созданию инжекционных электролюминесцентных источников света.
Интенсивное исследование инжекционной электролюминесценции началось в 60-х годах, и спустя десятилетие в продажу поступили светодиоды, изготовленные на основе фосфида и арсенида галлия, которые работают при напряжении 1,5—3,0 В и токе ~10 мА.
