Неорганические люминофоры - Казгикин О.Н.
Скачать (прямая ссылка):
3, с. 56]. За время возбуждения люминофор высвечивает энергию, пропорциональную площади Р. Площадь Р меньше площади прямоугольника ОАВС на величину площади Е, которая пропорциональна энергии, запасаемой люминофором. Эта энергия, не высвеченная люминофором при его возбуждении, называется светосуммой люминофора по разгоранию; она может быть высвечена люминофором после прекращения возбуждения. Энергия, пропорциональная площади ?>, высвечиваемая люминофором после прекращения возбуждения, называется светосуммой люминофора по затуханию. Опыт показывает, что светосумма по затуханию обычно меньше светосуммы по разгоранию. Это свидетельствует о существовании безызлучательных переходов, т. е. о неполном превращении запасенной люминофором энергии в световую.
Катодное возбуждение
Разгорание и затухание катодолюминофоров имеет чрезвычайно большое практическое значение. Так, для многих люминофоров, применяемых, например, в телевизионных трубках и трубках с бегущим лучом, необходим короткий период послесвечения. И наоборот, люминофоры, используемые в радиолокационных устройствах, должны иметь длительный период послесвечения.
При возбуждении катодным пучком люминофоров, люминесценция которых вызвана переходом внутри центра, затухание подчиняется иногда экспоненциальному закону. В ряде случаев этот закон сохраняется только на ранних стадиях. Следует отметить, однако, что скорость нарастания свечения и затухания не зависит от условий возбуждения и температуры. На дальних стадиях процесс затухания может подчиняться гиперболическому закону. Типичным примером являются люминофоры 2пГ2 Мп и гп28Ю4-Мп [6]. „
22
Затухание люминофоров на основе гив-Сав, гпЗ-гпве при акти-
вации Си, Ад, Аи подчиняется закону, близкому к гиперболическому (рис. 1.20). Скорость затухания зависит от условий возбуждения и температуры и возрастает при увеличении ускоряющего напряжения, илотности тока и температуры. Возрастание плотности тока, с одной стороны, приводит к увеличению количества электронов и дырок, захватываемых на ловушках, а с другой, — усиливает выброс уже локализованных на ловушках зарядов. В результате высвечивание ускоряется.
Значительное снижение длительности послесвечения происходит при введении в основу сульфидных люминофоров металлов-гасителей люминесценции, в частности никеля. По данным работы |7], у сульфидных люминофоров наблюдаются два типа кривых затухания: простые и сложные. Первые подчиняются формуле Беккереля
(а+ ьгГа+/0<?-^»
В работе [7] на ряде люминофоров с различной длительностью послесвеч^ ния показана непосредственная связь этого параметра с глубиной ловушек в люминофоре. Вероятность теплового освобождения электронов резко уменьшается с увеличением глубины ловушек, например, почти в 1000 раз при увеличении глубины уровня локализации от 0,25 до 0,52 эВ.
Некоторые данные по длительности послесвечения важнейших катодо-люминофоров приведены в главе V (стр. 123, 125).
Возбуждение электрическим полем
Исследование разгорания электролюминесценции при возбуждении импульсами синусоидального напряжения и импульсным напряжением прямоугольного типа показало, что после включения напряжения амплитуда волн яркости и постоянная составляющей устанавливаются только через некоторое время. Так, у электролюминофора 2пСи амплитуда переменной составляющей волн яркости достигает постоянного значения через 5—15 циклов, а величина постоянной составляющей — через 200—400 циклов [38].
Кинетика спада свечения в голубой и зеленой полосе люминофора 2пЭ-Си-А1 исследована в работе [44]. Обнаружено, что затухание подчиняется сложному закону, который только на некотором участке является экспоненциальным. На кинетику спада свечения, при возбуждении прямоугольным импульсом влияет длительность импульсов приложенного напряжения. При сокращении длительности скорость затухания увеличивается. Время затухания волны яркости зависят от частоты приложенного напряжения сложным образом [45]. При / = 100 Гц т = 1,2 мс (т — время спада до уровня яркости, равного 10% от начальной). Уменьшение частоты приводит к росту т; при / = = 0,1 Гц, т = 1,8 мс, затем наблюдается резкий спад т.
Особый интерес представляют люминофоры Мп, возбуждаемые по-
стоянным полем [19]. Спад излучения у них неэкспоненциальный. Время спада излучения до уровня яркости, равного 5% от начальной, превышает 2 мс, независит от амплитуды импульсов приложения напряжения и увеличивается при уменьшений концентрации Мп.
1.6. КРИВЫЕ ТЕРМИЧЕСКОГО ВЫСВЕЧИВАНИЯ
Как известно, кинетика рекомбинационных процессов связана с наличием: в люминофоре ловушек (см. стр. 73). От числа ловушек, их энергетической глубины и числа электронов, находящихся на них, зависит длительность послесвечения.
Свойства электронных ловушек можно исследовать методом термического высвечивания [46—49]. Суть его состоит в следующем. Люминофор охлаждают До температуры жидких азота (—195 °С) или гелия (—270 °С), а затем возбуждают светом, что локализует электроны на ловушках. Затем источник возбуждения выключают и начинают нагревать люминофор с некоторой постоянной
