Синтез и люминесценция гетерофазной системы на основе сульфидов цинка и меди

• Автор: Мохов, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 02.00.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 139 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Электролюминесценция дисперсных электролюминофоров

1.2 Схемы гетеропереходов и механизм электролюминесценции

1.3 Деградационные явления в ЭЛФ

1.4 Пути улучшения светотехнических параметров ЭЛФ

1.4.1 Особенности синтеза дисперсных электролюминофоров

1.4.2 Роль поверхности при синтезе дисперсных электролюминофоров.

1.5 Полупроводниковая природа соединений, составляющих гетеропереход СигхБ 2п8Си.

1.5.1 Сульфид меди I

1.5.2 Влияние свойств сульфида цинка на параметры ЭЛФ ГЛАВА 2. ИСХОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА, МЕТОДИКИ СИНТЕЗА И
МЕТОДЫ АНАЛИЗА ОБРАЗЦОВ.
2.1 Исходные вещества.
2.2 Методики синтеза электролюминофоров и химического анализа полупродуктов.
2.2.1 Методика получения ЭЛФ зеленого цвета свечения состава 2п8Си,А1,С1
2.2.2 Химическая обработка люминофора.
2.2.3 Химический анализ соединений меди1, II
2.3 Методы исследования.
2.3.1 Физические методы анализа.
2.4 Методы измерения светотехнических параметров
2.5 Методы измерения спектральных характеристик.
ГЛАВА 3. ФОРМИРОВАНИЕ ЦИНКСУЛЬФИДНЫХ
ЭЛЕКТРОЛЮМИНОФОРОВ ЗЕЛЕНОГО ЦВЕТА СВЕЧЕНИЯ В КВАЗИЗАМКНУТОМ ОБЪЕМЕ
3.1 Синтез ЭЛФ в квазизамкнутом объеме
3.2 Исследование ЭЛФ, сформированного в квазизамкнутом объеме
3.3 Исследование состава проводящей фазы ЭЛФ, сформированного в квазизамкнутом объеме.
ГЛАВА 4. ОПТИМИЗАЦИЯ СОСТАВА ШИХТЫ ЭЛФ.
4.1 Исследование влияния химического состава активатора.
4.2 Исследование влияния химической природы соактиватора на светотехнические параметры ЭЛФ.
4.3 Исследование влияния минерализаторов на светотехнические параметры ЭЛФ
ГЛАВА 5. ХИМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ПОВЕРХНОСТИ ЭЛФ
5.1 Удаление избыточной проводящей фазы с поверхности ЭЛФ реагентами различной химической природы.
5.1.1 Реагент на основе тиомочевины.
5.1.2 Реагент на основе трилона Б ЭДТА
5.2 Модифицирование поверхности ЭЛФ.
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Как известно 5, ЭЛ является следствием ударной ионизации атомов решетки или центров свечения электронами, ускоренными полем в небольших областях зерен, где формируются энергетические барьеры. Предложено несколько механизмов протекания процессов, приводящих к появлению свечения твердых тел, находящихся в электрическом поле 5, 6. При этом во всех случаях поле способствует появлению либо непосредственно возбужденных состояний центров свечения, либо дополнительных, неравновесных носителей в зонах разрешенных энергий. Последующий захват этих носителей центрами свечения также приводит к их возбуждению 6. Дополнительная концентрация возбужденных носителей в веществе может быть получена двумя основными путями созданием их в кристалле непосредственно под действием сильного поля или пространственным перераспределением под влиянием поля носителей, уже имеющихся в твердом теле 7. В действительности может осуществляться ряд вариантов, как этих двух основных видов возбуждения, так и смешанных, промежуточных случаев 7. Электрическое поле высокой напряженности, близкой к пробивному, может возбуждать полупроводниковые структуры благодаря туннельному переходу электронов из валентной зоны и центров люминесценции в зону проводимости или посредством разгона электронов в электрическом поле до энергий, достаточных для ионизации кристаллической решетки и центров люминесценции ударная ионизация 8. Кроме того, может происходить ударное возбуждение центров люминесценции. Рекомбинация электронов с дырками непосредственно или через центры люминесценции, а также возвращение в исходное состояние возбужденных центров люминесценции приводит к излучению света. Такую люминесценцию принято называть предпробойной электролюминесценцией 5. В настоящее время предпробойная электролюминесценция используется в различных электролюминесцентных устройствах, основанных на использовании порошковых и тонкопленочных электролюминесцентных структур 9. Цвет свечения ЭЛФ определяется составом основы люминофора, природой и концентрацией вводимых примесей. Основным материалом для получения ЭЛФ является легированный медью люминофоры голубого и зеленого цветов свечения, марганцем желтооранжевое свечение. В ЭЛФ голубого цвета свечения медь вводится в количестве 0, масс. СиизБ . Для электролюминофоров зеленого и желтого цветов свечения концентрация вводимой меди составляет 0, 0,3 масс. Си, . Существующий набор опытных данных подтверждает такое условное деление в образовании сульфидов меди разного состава в разнотипных люминофорах. С1х и 2пхБех. Точный состав проводящей фазы в ЭЛФ на основе этих твердых растворов до настоящего времени в литературе не описан 7. Процесс получения ЭЛФ включает несколько основных стадий приготовление и прокаливание шихты охлаждение и обработка готового продукта. Обязательным условием является использование исходных химических соединений высокой степени чистоты 7. Достоинство дисперсных ЭЛФ состоит в том, что с их помощью легко можно изготовить плоские безвакуумные источники света сравнительно большой площади, которые находят применение в светящихся панелях, табло, управляемых шкалах, мнемонических схемах, твердотельных экранах и т. Срок службы выпускаемых в настоящее время электролюминесцентных источников света на основе дисперсных ЭЛФ составляет около ч 8. Благодаря согласованию по спектральным характеристикам ЭЛФ с фотосопротивлением создаются различные оптоэлектронные системы приборы автоматики оптроны, усилители и преобразователи изображения, например, для рентгеноскопии 8. Поскольку в процессе синтеза электролюминофоров происходит формирование гетеропереходов, являющихся объектами исследования, нам представляется целесообразным рассмотреть механизм электролюминесценции и деградационные явления в ЭЛФ, согласно литературным данным. Как известно , для излучательной рекомбинации в полупроводниках, кроме центров рекомбинации, необходимы свободные электроны и дырки, генерацию которых осуществляют поверхностные фазы. В цинксульфидных ЭЛФ поверхностная фаза представляет собой сульфид меди, поэтому процесс возбуждения ЭЛ это совокупность процессов инжекции и умножения носителей заряда в гетеропереходах СхБ.