Спектральні характеристики електролюмінофори ZnS Cu Mn

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Спектральна характеристика електролюмінофори ZnS: Cu, Mn
Широкі перспективи технічного застосування електролюмінесценції для створення пристроїв відображення інформації й досі належним чином не реалізовані внаслідок недостатньої стабільності оптико-електричних характеристик сучасних електролюмінесцентних випромінювачів (Елі). У той же час прогрес в області виробництва і використання Елі неможливий без вирішення проблеми дезактивації енергії, для рішення якої необхідне проведення великих досліджень по вивченню фізичних механізмів, що лежать в основі електролюмінесценції кристалофосфорів, в першу чергу на основі сполук ZnS: Cu і ZnS: Mn [ 1, 2].
Існуючі технології виробництва електролюмінофори (ЕЛФ) жовтого кольору світіння грунтуються головним чином на синтезі твердих розчинів сульфоселенідов цинку і кадмію, активованих міддю, що створюють істотну екологічну проблему при попаданні в навколишнє середовище. Крім того, при виробництві люмінофорів даного класу необхідне використання аргоновому атмосфери, що передбачає двостадійне прожарювання, є нетехнологічним і призводить до подорожчання виробництва.
Поряд з сульфоселеніднимі електролюмінофори, що випромінюють в жовтій області спектру, існує також ЕЛФ на основі сульфіду цинку, активованого міддю і марганцем (ZnS: Cu, Mn), у складі якого відсутні токсичні сполуки кадмію і селену. Однак низька яскравість світіння і висока швидкість деградації яскравості до цих пір не дозволяють застосовувати даний ЕЛФ в сучасних Елі.
В даний час співробітниками базової кафедри технології перспективних хімічних і біологічних матеріалів ЮНЦ РАН ведеться удосконалення методики синтезу електролюмінофори на основі системи ZnS: Cu, Mn - Cu 2 - X S, з метою отримання продукту, який не поступається за яскравістю і стабільності серійно випускається маркам ЕЛФ .
У даній роботі представлені результати дослідження спектральних характеристик електролюмінофори ZnS: Cu, Mn, що містять різну кількість Mn. Синтез проводили за стандартною методикою: шихту прокаливали при температурі 970 ° С протягом двох годин у відновній атмосфері під шаром активованого вугілля в стеклоуглеродних тиглях. Потім люмінофор обробляли розчином аміаку і карбонату амонію в присутності окислювача (персульфат амонію) з метою видалення з поверхні кристалів ЕЛФ надлишкового сульфіду міді, що знижує яскравість і напруга пробою.
Дослідження спектрів люмінесценції справляли на експериментальній установці, зібраної на базі светосильной спектрометра СДЛ-1, оснащеного додатковими сучасними методами реєстрації (малошумним надчутливим ФЕУ EMI-1, двоканальним цифровим запам'ятовуючим осцилографом АСК-3106 з програмним забезпеченням). Порушення електролюмінофори здійснювалося за допомогою генератора сигналів ГЗ-34.
1 - концентрація Mn 0,934 мовляв.%.;
2 - концентрація Mn 0,157 мовляв.%.
Концентрація міді в досліджуваних зразках не змінювалася і дорівнювала 0,35 мол.%. На рис. 1 представлені спектри люмінесценції зразків з концентрацією марганцю 0,157 мовляв.% (Крива 1) і 0,934 мовляв.% (Крива 2).
Як видно з рис. 1, при концентрації Mn 0,157 мовляв.% Спектр представлений трьома вираженими смугами з λ m ах = 438нм, 520нм і 585нм. При збільшенні концентрації Mn до 0,934 мовляв.% Інтенсивність короткохвильових смуг різко падає, а довгохвильова частина спектру деформується з поділом на два максимуму з λ m ах = 560Нм і 595нм. Можна відзначити зменшення інтегральної інтенсивності в спектрі 1 практично в 2 рази.
Рис. 1. Спектри електролюмінесценції ЕЛФ ZnS: Cu, Mn при порушенні 350 В, 400 Гц, у твердому діелектрику (епоксидна смола).
Підпис: Рис. 1. Спектри електролюмінесценції ЕЛФ ZnS: Cu, Mn при порушенні 350 В, 400 Гц, у твердому діелектрику (епоксидна смола).

Як показує аналіз літературних даних [3], спектри випромінювання більшості кристалофосфорів, є складними і складаються з декількох елементарних смуг. Не є винятком і люмінофори на основі сульфіду цинку [4]. Кожна індивідуальна смуга, що входить до складу загального спектрального розподілу люмінесценції визначається наявністю центрів світіння певного типу. До теперішнього часу цінксульфідние люмінофори ZnS: Cu вивчені досить повно [1], при цьому відомо, що смуги так званих «мідних» центрів лежать в діапазоні довжин хвиль 430 - 560 нм. Тому перші два максимуму в спектрі 2 можна ідентифікувати як "мідні". Відомо також, що іон Mn 2 + в сульфіді цинку випромінює не самостійно, а отримує енергію від іона Cu +, про що свідчить збільшення інтенсивності спалаху в смузі марганцю при введенні другого активатора (соактіватора) - міді з оптимальними концентраціями 3-6 ∙ 10 - 5 г на 1 г ZnS (3-6 ∙ 10 -3 мас.%). У цьому випадку виникають центри міді є рівноцінними сенсибілізаторами марганцю, а марганець висвічує не самостійно, а внаслідок передачі енергії від центрів Cu-сенсибілізаторів [5]. Звідси випливає, що зміна в співвідношенні між кількістю міді і марганцю в сульфіді цинку спричинить за собою зміну спектральних характеристик. Викликає особливий інтерес роздвоєння смуги марганцю (крива 1) при високій його концентрації. Даний результат в літературі не обговорювалося. Очевидно, що смуги марганцю також представлені низкою елементарних складових і, мабуть, збільшення концентрації приводить до домінування одних центрів свічення над іншими. Проте докладне вивчення механізмів цього явища потребує подальших досліджень.

Література
1. Верещагін І.К., Колсяченко Л.А., Кокін С.М. Електролюмінесцентні джерела світла. М.: Вища школа. 1990.
2. Верещагін І.К. Введення в оптоелектроніку: навчальний посібник для Втузов. М.: Вища школа. 1991. - 200 с.
3. Кучеров О.П., Кочубей С.М. Метод розкладу складного контуру на елементарні складові з використанням попереднього аналізу його структури. / / ЖПС. 1983. Т.38. Вип. 1.С.145-150.
4. Проскура О.І., дьоготь В.Я., Кияк Б.Р. Про природу світіння кераміки ZnS-Cu. / / ЖПС. 1988. Т. 49. Вип. 4. С.684-686.
5. Abdala MJ, Godin A., Noblanc JP DC-electroluminescence mechanisms in ZnS devices / / J. Luminescence, 1979. - V.18/19. - № 2. - P.743-748.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Комунікації, зв'язок, цифрові прилади і радіоелектроніка | Стаття
12.1кб. | скачати


Схожі роботи:
Спектральні характеристики електролюмінофори ZnSCuMn
Вплив температури на спектральні і електричні характеристики світловипромінюючих діодів
Спектральні методи аналізу
Спектральні наземні дослідження
Вплив ультразвуку на ЕПР та фотолюмінесценцію кристалів ZnS
Деякі особливості спектрально кінетичних характеристик люмінофорів на основі ZnS Cu
Фотопроцеси індуковані лазерним випромінюванням в розчинах і плівках наночастинок CdSe ZnS
Лізинги та їх характеристики
Організація та її характеристики
© Усі права захищені
написати до нас