Введение к работе
. Актуальность темы.
Порошковые люминофоры и электролюминеспснтные структуры, на основе которых они изготавливаются, находят широкое применение для создания современных систем отображения и обработки информации (матричные экраны, кинескопы, запоминающие системы и т.д.).
Качество и .эффективность этих устройств во многом определяется люминофорами, которые преобразуют различные виды энергии в видимое излучение. В процессе изготовления кристаллофосфоров образуются центры захвата, заметно снижающие квантовый выход излучения и быстродействие устройств. Некоторые люминофоры содержат центры, переходы с которых не сопровождаются свечением, или глубокие уровни, не проявляющиеся при термовысвечивании (ТВ) из-за температурного тушения. В этом случае методов ТВ и фото-стимулированной вспышки, применяемых при исследовании порошковых люминофоров, недостаточно для определения глубин центров локализации. Поэтому разработка новых методик исследования порошковых люминофоров и использование их в сочетании с известными методами (ТВ) смогла бы повысить качество и точность определения глубин центров локализации.
1 Іесмогря на большое число работ, посвященных исследованиям поляризационной электролюминесценции (ПЭЛ), ряд важных вопросов этого явления остаются не выясненными. Например, физические механизмы, приводящие к возникновению режима самоэкранирования, а также связь скорости генерации со скоростью изменения напряжения, определяющие эффективность электролюминесценции (ЭЛ).
Одной из причин, которая ограничивает возможность качественного исследования ПЭЛ, является устаревшие технологии изготовления порошковых электро.чюминесцентных конденсаторов (ЭЛК). Они не позволяют получать идентичные структуры, что резко снижает повторяемость экспериментальных результатов. Кроме того, наличие связующего в слое лгомчнофора затрудняет
исследование электрических свойств и кинетики процессов поляризации, связанной со свободными носителями.
В связи с этим разработка новых структур на основе порошковых люминофоров, исследование их емкостных и электролюминесцентных свойств для изучения механизмов ПЭЛ и создание на их основе дополнительных методов определения центров локализации является актуальной темой, как в научном, так и в практическом плане.
Целью работы являлось исследование механизмов ПЭЛ, процессов полевой ионизации центров свечения, разработка новых методик исследования центров локализаций свободных носителей в порошковых люминофорах, а также создание конструкций ЭЛК на основе порошковых люминофоров, обеспечивающих повышение точности измерений. Для достижения поставленной цели необходимо было решить ряд задач.
-
Разработать конструкцию ЭЛК без связующего, позволяющую проводить исследование ЭЛ в «чистом» виде (без влияния диэлектрика) и обеспечивающую повторяемость результатов.
-
Определить функциональную зависимость скорости генерации носителей полем от скорости изменения напряжения.
-
Определить зависимость переменной составляющей спектральной плотности излучения ЭЛК от частоты питающего напряжения. Провесы анализ состава гармоник волн яркости ЭЛК.
-
На основе полученных ЭЛК разработать новые методы исследования центров захвата и рекомбинации в порошковых люминофорах.
Научная новизна работы.
I .Разработана конструкция планарного ЭЛК на. основе порошковых люминофоров с использованием современных технологий, позволяющая повысить точность исследований явлений ПЭЛ.
2.Показано, что скорость генерации свободных носителей в электролюминесцентных структурах с изолированными электродами пропорциональна скорости изменения напряжения на структуре при любом законе изменения на-
пряжения. Получена функциональная зависимость между скоростью полевой ионизации и скоростью изменения напряжения на ЭЛК.
-
На основе полученных структур разработан емкостной метод исследования порошковых люминофоров, позволяющий определять глубину центров локализации.
-
Впервые проведено исследование центров захвата в порошковых люминофорах параллельно методами ТВ и іермостимулированной емкости (TCL), позволяющее определять глубины центров захвата.
-
Впервые методом ТСЕ проведено исследование явления переселения носителей заряда с одних мест локализаций на другие. Обнаружена перезарядка центров локализации через примесную зону.
Практическая ценность работы. Разработаны новые методики исследования центров захвата, рекомбинации и зонной схемы порошковых люминофоров, которые используются при создании различных излучающих устройств и средств отображения информации. Получена функциональная зависимость между полевой скоростью ионизации и изменением напряжения, позволяющая строить математические модели процессов свечения ЭЛК. Разработана новая конструкция ЭЛК, которая повышает точность исследования процессов ПЭЛ.
Основные положения н результаты, выносимые на защиту.
-
Конструкция планарного электролюминесцентного конденсатора, позволяющая применять емкостные методы исследования порошковых люминофоров с рекомбинационным типом свечения.
-
Математическая модель скорости полевой ионизации ЭЛК с изолированными от поля электродами. Результаты исследования соотношений между скоростями процессов полевой ионизации, рекомбинации и скоростью выноса свободных носителей в анодную область, которые определяют процессы кинетики ПЭЛ.
-
Результаты исследования частотной зависимости амплитуды переменной составляющей свечения ЭЛК для различных люминофоров. Методика разде-
ления сложных спектров ЭЛ. Исследование гармоник свечения ЭЛК. Механизмы выпрямления тока ЭЛК.
-
Емкостной метод исследования порошковых люминофоров для определения глубины центров захвата на базе разработанной структуры. Математическая модель емкости порошковых структур. Результаты определения глубин центров локализации различных люминофоров, исследованные параллельно методами ТВ и Л'СИ.
-
Результаты исследования переселения свободных носителей по центрам локализации методом ТСЕ. Зонную схему люминофоров, полученную по результатам исследования ТВ, ТСЕ и явления переселения свободных носителей заряда.
Апробация работы: основные результаты работы были представлены на Всероссийской научно-технической конференции «Перспективные материалы и технологии для средств отображения информации», г. Кисловодск, 1996 г.; на 4-м Всероссийском с международным участием совещании по материалам для источников света, электрических приборов и светотехнических изделий, г. Саранск, 1996 г.; Международной научно-технической конференции «Проблемы и прикладные вопросы физики», г. Саранск, 1997 г.; в сборниках научных трудов ученых Мордовского госуниверситста им. Н.П. Огарева, г. Саранск, 1999-2000 г.г.; научной конференции молодь/х ученых Мордовского госуниверситета им. Н.П. Огарева, 1999 г.
Публикации. Основные результаты диссертации отражены в 8 публикациях, перечень которых приведен в конце реферата.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы. Общий объем работы составляет 130 страниц включая 43 рисунка и 4 таблицы. Список литературы содержит 100 наименований.
![Получение и исследование фото- и электролюминесцентных свойств оксидных люминофоров в системе [(Ca,Mg)O(Al,Ga)2O3SiO2]:Eu](/i/i/4245/495299.png "Получение и исследование фото- и электролюминесцентных свойств оксидных люминофоров в системе [(Ca,Mg)O(Al,Ga)2O3SiO2]:Eu Терентьев, Михаил Александрович")
