光致發(fā)光和電致發(fā)光譜概述-資料下載頁
2024-12-08 07:33本頁面
【正文】 XY記錄儀上， Y軸記錄的是經(jīng)由光電倍增管檢測，鎖相放大器放大的光電信號， X軸上記錄的是單色儀進行波長掃描時的波長讀數(shù)，將記錄的實測曲線，經(jīng)對系統(tǒng)的光譜響應(yīng)校正后，即得試樣的 PL譜 01020304050 630 640 650 660 Intensity/a.u.? /nm12++64 64 1E x c i ted by 2 70 nm2E x c i ted by 4 70 nm 燃燒法 CaS:Eu,Sm 樣品的熒光發(fā)射光譜 39 3 光致發(fā)光的應(yīng)用 基于不同復(fù)合機制的發(fā)光有它不同的特點，實驗上可根據(jù)實測光譜的特征來對引起發(fā)光的復(fù)合機制進行分析，做出判斷。 在某些雜志中心參與的復(fù)合機制引起的發(fā)射光譜中，譜線所示能量與雜志原子核的質(zhì)量有關(guān)，在這種情況下，同種元素的不同同位素在同一晶格相同位置形成的雜志中心所引起的發(fā)光光譜，將發(fā)生能量移動，稱為同位素移動，利用不同同位素參雜，觀測它們 PL譜的變化可以確認 PL譜中的某個（或某些）成分與該種雜質(zhì)中心是否相關(guān)。 40 雜質(zhì)缺陷中心參不的各種發(fā)光過程對應(yīng)的光譜線 （戒譜帶）的能量位置不該雜質(zhì)中心的能級有確定的 關(guān)系，由實測 PL譜線（戒譜帶）的能量位置推斷雜質(zhì)， 缺陷中心的能級位置，返是常用的一種測定能級位置 的斱法 41 電致發(fā)光（ Electroluminescent簡稱 EL）是一種直接電能轉(zhuǎn)換成光能的過程。這種發(fā)光不存在尤如白熾燈那樣先將電能轉(zhuǎn)變成熱能，繼而使物體溫度升高而發(fā)光的現(xiàn)象，故將這種光稱之為冷光。 電致發(fā)光一般可分為低場和高場下的發(fā)光， p— n結(jié)發(fā)光是注入式電致發(fā)光 (Injection EL)，主要是低場發(fā)光。那些不易做成兩種導(dǎo)電類型 (P型和 N型 )而借助于 MS(金屬 半導(dǎo)體 )或 MIS(金屬 絕緣體 半導(dǎo)體 )結(jié)構(gòu)得到的發(fā)光是一種本征式電致發(fā)光 (Intrinsic EL)，主要是高場發(fā)光。前者是發(fā)光二極管（ LED）和半導(dǎo)體激光器的基礎(chǔ)。 二 . 電 致 發(fā) 光 譜 除光輻射可以激發(fā)發(fā)光外，電場等也可激發(fā)發(fā)光， 42 電 致 發(fā) 光 譜 基本原理 實驗裝置和斱法 應(yīng)用 43 通常有二種電致發(fā)光現(xiàn)象 基本原理 EL屏是利用固體在電場作用下的發(fā)光現(xiàn)象所制成的光源，熒光材料在電場作用下，導(dǎo)帶中的電子被加速到足夠高的能量并撞擊發(fā)光中心，使發(fā)光中心激發(fā)或電離，激活的發(fā)光中心回到基態(tài)或與電子復(fù)合而發(fā)光，熒光材料（ ZnS）中不同的激活劑決定了發(fā)光的顏色。 44 注入式場致發(fā)光 所有商用 LED都具有 pn結(jié)結(jié)構(gòu)，我們以 pn結(jié)正偏注入型 LED為例 來說明工作原理。 正向偏壓使 pn結(jié) n區(qū)電子勢能升高，降低了勢壘高度，這有利于 電子由 n區(qū)向 p區(qū)和空穴由 p區(qū)向 n區(qū)的流動，在結(jié)區(qū)兩側(cè)都形成了少 子注入，注入的少子與多子相遇即可進行復(fù)合，若條件合適，就引 起發(fā)光 。 45 在 LED發(fā)光的同時，有電流流過勢壘，其中導(dǎo)致光發(fā)射的主要電流 成分是擴散電流，在擴散電流中電子和空穴分別向 p區(qū)和 n區(qū)擴散， 它們作為少子而輻射復(fù)合或非輻射復(fù)合， 46 電致發(fā)光實際上也是一種能量的變換與轉(zhuǎn)移的過程。電場的作用使系統(tǒng)受到激發(fā)，將電子由低能態(tài)躍遷到高能態(tài)，當他們從高能態(tài)回到低能態(tài)時，根據(jù)能量守衡原理，多余的能量將以光的形式釋放出來，這就是電致激發(fā)發(fā)光。 由上式可知，激發(fā)電子的能量差△ E越高，所發(fā)出的電子波長就越短，顏色發(fā)生藍移，所之，激發(fā)電子能量差變小，所發(fā)光子的波長就會紅移。 發(fā)光波長取決于電子的能量差： △E=hν=hc/λ= 其中△ E= E1E2 ， E是發(fā)射光子所具有的能量，以電子伏特為單位。 λ 為光子波長，以毫微米為單位。 47 實驗裝置和儀器 單色儀 鎖相 放大器 記錄儀 L1 CH PM 48 應(yīng)用 電致發(fā)光作為物理測量手段，主要是光致發(fā)光來分析 LED 試樣材料中不同空間區(qū)域內(nèi)發(fā)光情況的變化，以及成結(jié)工藝帶 來的影響發(fā)光的因素， LED成品的 EL譜測量是對成品檢驗的一項重要內(nèi)容，例如 GaP LED的 EL譜測量，可以對工藝中慘 N濃度做一估計，對三元合金（例如 GaAs1xPx） LED,測量其 EL譜，可推算其X 值。
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