Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 8
1.1. Люминесценция широкозонных соединений, активированных ионами РЗЭ 8
1.1.1. Особенности люминесценции редкоземельных ионов 9
1.2. Кристаллическая структура SrTiOs 10
1.3. Низковольтная католюминесценция широкозонных материалов 12
1.4. Фотолюминесцентные свойства SrTKVPr^; А1 16
1.5. Электролюминесценция структур на основе кислородсодержащих перовскитоподобных материалов 24
ГЛАВА 2. Методики исследования люминесцентных и фотоэлектрических свойств широкозонных материалов 28
2.1. Система возбуждения люминесценции 31
2.1.1. Система фотовозбуждения 31
2.1.2. Система электровозбуждения 35
2.2. Система регистрации 41
2.3. Методика измерения спектров диффузного отражения 46
2.4. Методика измерения спектров люминесценции при фото— и электровозбуждении 49
2.5. Методика измерения спектров фотовозбуждения люминесцентных структур . 56
2.6. Методика измерения спектра фотопроводимости 60
2.7. Методика измерения спектров фото-ЭДС 66
ГЛАВА 3. Исследование люминесцентных свойств srtiosipr, А1 при фотовозбуждении 71
3.1. Получение люминесцентного SrTKVPr3 А1 72
3.2. Исследование характеристик фотовозбуждения и влияние на них А1 73
3.3. Исследование спектров фотолюминесценции ЗгТЮзіРґ^АІ 77
3.4. О процессах передачи энергии центрам люминесценции
при фотовозбуждении 87
ГЛАВА 4. Исследование люминесцентных свойств srti03:pr3+,ai при электровозбуждении 92
4.1. Исследование спектральных характеристик люминесценции SrTi03:Pr3+,Al при электровозбуждении переменным полем 92
4.2. Влияние А1 на волны яркости электролюминесценции 97
4.3. Изучение процессов возбуждения центров люминесценции при возбуждении переменным полем 111
4.4. Электролюминесценция ЭгТЮз^Рг3*, А1 в постоянном поле 115
4.5. Характеристики временной стабильности электролюминесценции SrTK^Pr^Al 118
Выводы 123
Литература
- Особенности люминесценции редкоземельных ионов
- Методика измерения спектров диффузного отражения
- Исследование характеристик фотовозбуждения и влияние на них А1
- Влияние А1 на волны яркости электролюминесценции
Введение к работе
Исследование электролюминесценции материалов на основе SrTi03:Pr , А1 является одним из перспективных направлений физики конденсированного состояния. Это актуально как с научной точки зрения, так и в связи с широкими возможностями практического применения этих материалов.
Практический интерес к электролюминесценции материалов на основе SrTi03:Pr , А1 обусловлен перспективами применения их в средствах отображения информации, благодаря высокой стабильности яркости по сравнению с цинксульфидными электролюминофорами.
Научный интерес к материалам на основе 8гТіОз:Рг3+, А1 связан с тем, что введение примесей (празеодима и алюминия), приводит к появлению у этого кристаллофосфора уникальных физических свойств. Это говорит об актуальности задачи по выяснению роли вводимых примесей в возникновении люминесценции. Однако исследование электролюминесцентных свойств не дает полного понимания роли примесей в механизмах люминесценции. В этом случае особую услугу оказывают методы исследования фотолюминесцентных свойств, которые позволяют выявить центры свечения, механизмы возбуждения люминесценции. Анализ фотоэлектрических свойств позволяет установить влияние вводимых примесей на рекомбинационные процессы, которые, как известно, играют важную роль в возникновении люминесценции. Все это указывает на необходимость комплексного подхода к исследованию' люминесцентных и фотоэлектрических свойств 8гТЮз:Рг3+,А1.
Тематика данной диссертации соответствует перечню приоритетных направлений фундаментальных исследований утвержденных президиумом РАН (раздел 1.2 — "Физика конденсированных сред", подраздел 1.2.8. — "Полупроводники и полупроводниковые структуры").
Работа является частью комплексных исследований, проводимых на кафедре ЭМН СевКавГТУ по небюджетным НИР - Технология получения и исследование электрофизических; свойств SrTi03:Pr3 ,А1, код по ГРНТИ
5 53.41.00.
Цель работы. Целью диссертационной работы является установление механизмов и фундаментальных закономерностей электро- и фотолюминесценции кристаллофосфора SrTiCVPr3*, А1, а также выяснение роли примесей в появлении люминесценции.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
разработка единого автоматизированного комплекса для исследования люминесцентных и фотоэлектрических свойств широкозонных материалов;
исследование характеристик центров свечения и процессов, приводящих к возбуждению люминесценции ( фото- и электровозбуждение) и фотопроводимости 8гТЮз:Рг3+,А1;
исследование волн яркости электролюминесценции БґТІОзгРг34, А1;
изучение влияния А1 на люминесцентные свойства SrTiO^Pr , А1 при фото- и электровозбуждении.
Научная новизна:
- Впервые установлено,, что участие в люминесценции SrTiC^Pr , А1
принимают два типа центров свечения, один из которых возбуждается при
фундаментальном поглощении излучения, другой в результате
непосредственного поглощения излучения ионами Рг34* (реализуются переходы
4-электронов иона Рг3+ из основного 3Н( в возбужденные состояния 3Р0, 3Pi и
Ъ).
Методом исследования характеристик фото-ЭДС в системе S11O2-поликристаллический БгТІОзіРг^АІ- SnC>2 обнаружен запирающий барьерный слой между электродом и образцом;
Показано, что введение А1 в SrTiQarPr34"" приводит к смещению максимума в спектре фотопроводимости, в длинноволновую область, что обусловлено образованием локализованных состояний у дна зоны проводимости;
- Обнаружена электролюминесценция у поликристаллического
SrTiCVPr^Al при возбуждении переменным и постоянным полем. Практическая значимость:
- Электролюминесцентный материал 5гТіОз:Рг3+, Al обладает
координатами цветности близкими к рекомендуемым для красной компоненты
полноцветных экранов, кроме того менее подвержен деградационным
процессам, чем наиболее эффективные цинксульфидные люминофоры. Все это
указывает на перспективность использования его в качестве активного слоя
пленочных и порошковых электролюминесцентных структур;
- Разработаны методики для исследования фотоэлектрических свойств
широкозонньгх материалов.
Основные положения, выносимые на защиту:
Фотовозбуждение внутрицентровой люминесценции ЗгТЮзіРг3*, Al осуществляется в двух неперекрывающихся областях. В области 440-500 нм наблюдаются полосы примесного поглощения с максимумами на длинах волн 450, 475 и 490 нм, которым соответствуют переходы внутренних 4-электронов иона Рг3*: 3Н4 .-* 3Рі+'іб, 3Н4 - 3Р0 и 3Н4 -" 3Р2- В области до 400 нм фотовозбуждение связано с фундаментальным поглощением SrTi03:Pr3+,Al.
Спектры фотолюминесценции SrTi03:Pr3+, Al при возбуждении в область фундаментального поглощения и в; область поглощения иона неодинаковы. Различны и зависимости интенсивности люминесценции от концентрации вводимого А1 при возбуждении в эти области. Это указывает на наличие двух типов центров свечения, ядром которых является ион Рг3+, располагаюыщйся в решетке кристаллофосфора в двух неэквивалентных позициях.
Яркость внутрицентровой люминесценции SrTiCVPr3*, Al при электровозбуждении переменным полем и фотовозбуждении в область, фундаментального поглощения возрастает с увеличением количества вводимого А1 до 25 моль %, что связано с увеличением концентрации ассоциированных центров свечения Pr3+(Sr2+) - Al^Ti^).
При электровозбуждении носители заряда, передающие энергию
7 центрам свечения, появляются преимущественно за счет эмиссии из контактов электролюминесцентной ячейки. При этом; возбуждение центров люминесценции осуществляется в результате неупругого удара, ускоренных в приповерхностном барьерном слое электронов.
Апробация работы. Результаты работы были представлены: на V и VI региональной научно-технической конференции «Вузовская наука - Северо-Кавказскому региону» (Ставрополь 2002); на второй межрегиональной конференции «Студенческая наука - экономике России» (Ставрополь, 2001); на всероссийской научно - практической конференции «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии» (Кисловодск, 2001); на международной научной конференции «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии» (Кисловодск, 2002,2003);
Публикации. Результаты исследований опубликованы в 16-и работах, в том числе в 12-и тезисах докладов и 4-х статьях.
Личный вклад автора: Автором выполнены все измерения люминесцентных (фото- и электровозбуждение) и фотоэлектрических характеристик, проведена обработка экспериментальных результатов средствами вычислительной техники. Также автор участвовал в обсуждении результатов эксперимента и подготовке научных публикаций для печати.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, методической части, обсуждения полученных результатов, выводов и списка использованных литературных источников. Работа изложена на 134-х страницах, содержит 49 рисунков и 3 таблицы. Библиографический список состоит из 115 наименований.
Особенности люминесценции редкоземельных ионов
Известно [28, 29], что люминесценция в широкозонных материалах может возбуждаться с помощью фотонов относительно малых энергий (Хв 200 нм), которые незначительно превышают энергию испускания света и могут быть больше или меньше запрещенной энергетической щели этих материалов. К тому же, при любом виде возбуждения, включая и фотовозбуждение, передача энергии к центрам люминесценции осуществляется либо путем перемещения носителей заряда (электронов и дырок) т.е. токовым способом, либо бестоковым - с помощью экситонов, переизлучения или резонансной передачи энергии. Это позволяет, зачастую по спектральным характеристикам фотовозбуждения и спектральному распределению самой люминесценции "прощупывать" детали микроструктуры материала: получать сведения о центрах люминесценции, химическом и валентном состоянии активаторов вошедших в решетку основания материала, его положения в ней, а также получать информацию об их ближайшем окружении, наличии тушителей люминесценции, коактиваторов и т.д.[30, 31]. В крайнем случае, можно судить о некоторых промежуточных или конечных стадиях преобразования энергии возбуждения в люминесценцию. Кроме того, исследование люминесцентных свойств при фотовозбуждении с использованием длинноволновых фотонов является практически неразрушающим методом, что выгодно отличает его от других видов возбуждения люминесценции и делает его особенно удобным для исследовательских целей. Все это стимулирует исследования фотолюминесцентных свойств нового кристаллофосфора ЗгТІОзіРг3"1"; Al. А так как этот фосфор при возбуждении в фундаментальную область является и весьма эффективным фотолюминофором красного цвета свечения, то он может найти применение при производстве современных люминесцентных ламп, поэтому исследование его фотолюминесцентных свойств представляют и самостоятельный интерес. Исследованию люминесцентных свойств фосфора SrTiCbtPr ; А1 при фотовозбуждении посвящено много работ [32-42] и др. Так в работах [25, 32], было показано, что оптимальная концентрация для возбуждения наиболее эффективной люминесценции как при фото-, так и при низковольтном катодном возбуждении составляет 0,2 моль %, как для образцов содержащих коактиватор, так и при его отсутствии.
В работе [40] исследовались люминесцентные свойства кристаллофосфоров при фиксированной концентрации вводимого Рг (0,2 моль%), и различных содержаниях- Sr, Ті и А1. Синтез проводился таким образом, чтобы в полученном наборе образцов SrTiC Pr Al отношение Sr/Ti изменялось с шагом 0,1 в пределах 0,8—1,2, а концентрация А1 представляла собою ряд: 0, 2, 5, 9, 17, 23, 33 моль %. Наилучшие характеристики интегральной интенсивности люминесценции, как при типичных условиях возбуждения низковольтной катодолюминесценции, так и при стационарном фотовозбуждении обнаруживались для значений отношения Sr/Ti равного единице и концентрации вводимого А1 равной 23 моль %. При этом яркость люминесценции при отношении Sr/Ti =1,2 уменьшалась в десятки раз, в то время как при отношении Sr/Ti = 0,8 уменьшалась в несколько раз.
Характер спектрального распределения свечения фосфоров при возбуждении в область фундаментального поглощения изучался в работах [32, 39]. Форма спектра люминесценции кристаллофосфоров на основе SrTiOj, (следовательно, и цветовые характеристики) при всех видах возбуждения, в которых участвует решётка основания кристаллофосфора (низковольтная катодолюминесценция) не изменяется и определяется в основном довольно узкой полосой люминесценции с максимумом при 617 нм рис. 1.3.
Полоса люминесценции в области пика при 617 нм была идентифицирована в работе [33], как полоса соответствующая внутреннему излучательному переходу Dr- Н4 иона Рг+. Однако, учитывая близость энергии некоторых переходов в ионе Рг3+ трудно однозначно идентифицировать элементарные полосы (соответствующие отдельным переходам) люминесценции SrTto3:Pr ,AI.
Помимо главной полосы, при всех перечисленных видах возбуждения наблюдается неэлементарная полоса люминесценции с максимумом при 712 нм, а так как интенсивность этой полосы значительно меньше основного пика люминесценции то её вкладом исследователи, как правило, пренебрегают, а измерения, например, спектров фотовозбуждения проводят по отношению к максимуму главной полосы люминесценции. Полоса люминесценции с максимумом 712 нм идентифицирована не была.
Влияние А1 на спектральные характеристики люминесценции SrTi03:Pr3T,Al исследовалось в работе [38]. Повышение концентрации алюминия до 23 моль % при всех видах возбуждения приводит к значительному увеличению интенсивности главной полосы люминесценции с максимумом при 617 нм рис. 1.6. При этом форма спектра не зависит от концентрации вводимого А1... Авторы этой работы такой ход зависимости интенсивности от концентрации А1 связывают с образованием центра типа "А1-ассоциированный с Рг у который может возникнуть в результате зарядовой компенсации близких по ионным радиусам Рг3 на месте Sr2 и А13+ на месте Ti4+. Кроме того, возрастание люминесценции связывается с улучшением условий рекомбинации фотовозбужденных в основной решетке носителей, возбуждающих Рг3+, благодаря снижению дефектности зёрен кристаллофосфора.
Методика измерения спектров диффузного отражения
Ещё одним вспомогательным оптоэлектронным каналом регистрации, является канал измерения интегральной яркости люминесценции (на схеме 2.1 перед порядковым номером элемента стоит буква Я). Основой этого канала является стандартный яркомер ЯРМ-3 [65], предназначенный для измерения яркости постоянных источников света со сплошным спектром излучения. Яркомер состоит из двух частей: фотометрической головки (элемент Я1 на схеме 2.1) и блока питания, регистрации и управления Я2, Поток люминесценции преобразуется оптоэлектронной системой Я1 и Я2 в электрический сигнал пропорциональный измеряемой яркости. Далее он поступает на АЦП -ЯЗ, в качестве которого в данном комплексе используется цифровой мультиметр фирмы "Metex" М - 4650CR, имеющий фирменное программное обеспечение, преобразуется им и через коммутационное устройство 02 записывается на ЭВМ-ОЗ.
Электронный канал регистрации используется для проведения электрических и фотоэлектрических измерений. Основными здесь являются элемент Р9 — измеритель малых сигналов с подавлением синфазных наводок и селективный усилитель Р7, последний может применяться при анализе быстрых амплитудных значений составляющих фотоэлектрических эффектов. Поэтому электронный канал имеет два режима измерения: режим измерения стационарного и нестационарного напряжения (режим 1), и режим измерения амплитудных значений быстрых переменной и постоянной составляющих (режим 2), которые сводить в отдельную таблицу нет смысла.
При разработке системы регистрации использованы в основном промышленные электронные приборы, исключением являются нестандартные усилители Р9 и Р10, которые выполняют специфические функции при измерениях и были разработаны на кафедре ЭМН СевКавГТУ специально для спектрального комплекса.
Усилитель со смещением «виртуального нуля» Р10, может выполнять функцию перевода отрицательных значений напряжения с нагрузки ФЭУ, селективного усилителя Р7, пикового вольтметра, других приборов в положительную область значений которые необходимы для: измерений с помощью АЦП, диапазон преобразования которых составляет как правило В. Кроме того, в случае измерения малых сигналов для достижения максимальной точности при оцифровке выгодно использовать повышенную разрядность АЦП, поэтому виртуальное значение нуля в этом случае должно составлять значение 3 или 4 В, то есть близко к максимальному значению диапазона преобразования..
Измеритель малых сигналов с подавлением синфазных: наводок Р9, используется только в электронном канале системы регистрации. Обладая достаточной чувствительностью (коэффициент усиления изменяется ступенчато от 1 до 500), он может быть использован для измерения малых вольтаических эффектов (Х.Х.) и падений напряжения на нагрузочных сопротивлениях магазина Э5 при исследовании явлений фотопроводимости и фото-ЭДС (в режиме К.З.). Кроме того, он позволяет проводить и кинетические измерения в широком временном диапазоне, так как полоса пропускания устройства при коэффициенте усиления равном единице составляет 106 Гц. При проведении исследований по влиянию температуры на свойства люминофоров используется система термостабилизации ( элементы которой на схеме обозначены буквой Т). Система термостабилизации выполнена на основе стандартного вакуумного азотного криостата, который используется в качестве вакуумного термостата. Он представляет собой разборный металлический цилиндр ТІ с тремя оптическими окнами выполненными из кварца. В крышке криостата имеется полость, в которую помещается нагревательный элемент ТЗ. Нагревательный элемент ТЗ выполнен из нихромовой проволоки намотанной на керамический изолятор и помещен в кварцевую трубку. Полость заканчивается внутри призмы Т2, на которую закрепляются кюветы с образцами материалов или исследуемые структуры. Сама призма выполнена из меди, это позволяет более равномерно нагревать исследуемые образцы.
Для контроля и поддержания температуры используется дифференциальная медь-константановая термопара Т4 [66], концы которой прикреплены к разъему на крышке термостата. Термопара и термоэлемент подключены к малогабаритному блоку термостабилизации образца Т5, разработанному на кафедре ЭМН СевКавГТУ, позволяющего поддерживать температуру с точностью до 1С. Другая медь-константановая термопара Т6, используемая при калибровке, может быть датчиком изотермичности системы: поверхность нагревательной призмы - внешняя поверхность структуры.
Исследование характеристик фотовозбуждения и влияние на них А1
Исследование спектров фотовозбуждения проводилось по методике, описанной в п.п. 2.2. Возбуждение люминесценции осуществлялось в режиме 4 (табл. 2.1). Измерение потока люминесценции осуществлялось в режиме 5 (табл. 2.3) системы регистрации.
Обычно спектры фотовозбуждения образцов кристаллофосфоров SrTiC Pr jAl,. измеряются при регистрации люминесценции с квантами энергии соответствующих длинам волн 617нм. Предполагается, что основной вклад в люминесценцию вносит внутренний fD2 -+ 3Н4 переход с максимумом 617нм, к которому подмешивается люминесценция переходов 3Ро - 3Нб с максимумами при 607 и 622 нм [25].
На рис.3.2 представлены спектры возбуждения для образцов с концентрацией алюминия 0, 5, 15, и 25моль%, измеренные таким способом. На этом же рисунке представлен спектр диффузного отражения, кривая 5, из. которого, методом аппроксимации прямолинейных участков спектра диффузного отражения, оценена ширина запрещенной зоны основания кристаллофосфора 3,27 эВ, что хорошо согласуется с данными работы [83] для непрямого перехода зона-зона, характерного для 8гТЮз.
Из рисунка также видно, что фотовозбуждение люминесценции осуществляется в двух неперекрывающихся областях. В области до 400 нм энергия возбуждающего излучения: практически полностью поглощается основанием кристаллофосфора. Непосредственное фотовозбуждение центров свечениядля этой области маловероятно [9]. В то же время для доступной непосредственному фотовозбуждению иона Рг более длинноволновой области наблюдаются полосы с максимумами при 451,476,и 490нм.
Полосы возбуждения (на рис.3.3 они показаны в увеличенном масштабе) с максимумами 451, 476, и 490нм соответствуют активаторному поглощению ионов Pr3"1" при переходах из основного состояния 3Н4 в состояния 3Р0,3Рі, 3Рг, то есть реализуются переходы Ht — Р ь Hi Pi, Н4 — ЗР2. Относительная интенсивность и положение максимумов этих полос характерны для спектров поглощения иона Рг3+ находящегося в кристаллическом поле твердого тела [84]. Сравнительно большое неоднородное уширение, с которым связано перекрытие полос примесного фотовозбуждения, по-видимому, возникает как вследствие 1-і расщепления 4і -подуровней иона Рг под воздействием кристаллического поля решетки, так и вследствие возможно сильного электрон-фононного взаимодействия [15]. Интересно отметить, что коротковолновое крыло полосы 3Н4 — 3Pi искажено, по-видимому, на неё накладывается широкая полоса, соответствующая переходу 3Ht — іб
Влияние А1 на спектры фотовозбуждения как видно из рис. 3.2 выражено в изменении интенсивности люминесценции как при возбуждении в область основного поглощения, так и активаторного.
Зависимость эффективности возбуждения на длине волны 365 нм от концентрации вводимого А1 представлена на рис. 3.4. Эффективность линейно возрастает до 25 моль % А1. Далее эффективность люминесценции падает, что по-видимому, связано с образованием новых фаз (алюминаты стронция SrAbC и SrAl Oig и др.оксиды [40]). Характер этой зависимости не изменяется во всей области фундаментального возбуждения. Здесь следует отметить, что помимо главной полосы в спектре люминесценции наблюдается полоса с максимумом при 712нм, а так как интенсивность этой полосы значительно меньше основного пика люминесценции то её вкладом, как правило, пренебрегают. Наши исследования показали, что характер зависимости эффективности фотовозбуждения от концентрации в полосе люминесценции 712 нм такой же, как и в полосе 617 нм, что свидетельствует о едином типе центров свечения ответственных за эти полосы.
Влияние А1 на волны яркости электролюминесценции
Исследование спектральных характеристик электролюминесценции показало, что форма спектра постоянной и переменной составляющей свечения одинакова. Кроме того, характер спектрального распределения люминесценции не зависит от концентрации вводимого А1. При этом форма спектра электролюминесценции совпадает со спектром фотолюминесценции при возбуждении в область фундаментального поглощения (рис.3.9), что свидетельствует о едином типе центров свечения, ответственных за люминесценцию при этих видах возбуждения. В гл. 3 было показано, что за фотолюминесценцию,, возбуждаемую в основание кристаллофосфора ответственен ассоциированный центр Pr Sr5 ) - А13+(Ті4+). В этом случае люминесценция БгТІОзіРг АІ удовлетворительно описывается следующими переходами иона Рг3+: 3Ро — 3Hg, 3Pi+ le — 3F2 (или Бз — 3H() В основной полосе люминесценции и переходами 3Р+11б — 3F4 (или D2 — 3Hs), 3Ро — 3F3 и Ро — F4 в длинноволновой полосе.
На рис.4.2 показана спектральная характеристика главной: полосы электролюминесценции SrTi03:Pr3+,Al (концентрация А1 25 моль %) при возбуждении различными частотами синусоидального напряжения, амплитудное значение которого составляло 250 В. Длинноволновая полоса люминесценции с максимумом в области 712 нм, гораздо меньшей интенсивности, поэтому зависимость формы этой полосы от частоты показана на отдельном рисунке (рис. 4.3).
Из рис.4.2, би 4.3 в видно, что с увеличением частоты растет интенсивность электролюминесценции, при этом форма спектра не изменяется в диапазоне частот от 200 Гц до 10 кГц, о чем свидетельствует отнормированная спектральная характеристика основной рис.4.2, а и длинноволновой полосы рис.4.3, а. Увеличение интенсивности электролюминесценции с увеличением частоты возбуждения, по-видимому, связано с увеличением количества возбужденных центров свечения [93]. Независимость формы спектра электролюминесценции от частоты возбуждающего напряжения свидетельствует в пользу внутрицентрового характера люминесценции SrTiOjiPr Al [94,95]. дпинавопнь нм. б) частота, кГц. Рисунок 4.2 - Зависимость основной полосы электролюминесценции 8гТЮз:Рг,А1 от частоты возбуждающего напряжения (амплитудное значение напряжения составляло 250 В); а) - отнормированный относительно максимума интенсивности (полоса „=617 нм) спектр электролюминесценции; б) -зависимость интенсивности электролюминесценции от частоты возбуждающего напряжения.
Координаты цветности, полученные из спектрального распределения люминесценции Х=0,667, Y=0,333, что соответствует наилучшей чистоте люминесценции красного цвета телевизионного стандарта. По сравнению с известными электролюминофорами красного цвета свечения (люминофоры системы Zn(Se,Te):Mn и сульфоселениды цинка-кадмия, активированные медью и галлием [96]) SrTiCVPr Al обладает наилучшими цветовыми характеристиками. длина волны,, нм. частота, кГц. б) Рисунок 4.3 - Зависимость длинноволновой полосы электролюминесценции SrTiOaiPr Al от частоты возбуждающего напряжения (амплитудное значение напряжения составляло 250 В); а) - отнормированный относительно максимума интенсивности (полоса А=712 нм) спектр электролюминесценции; б) — зависимость интенсивности электролюминесценции от частоты возбуждающего напряжения.
Как ранее было сказано при электро- и фотовозбуждении в область фундаментального поглощения кристаллофосфора работают одни и те же центры свечения. Однако механизмы доставки энергии центрам свечения при этих видах возбуждения различны. Передача энергии центру люминесценции в случае фотовозбуждения в основание кристаллофосфора осуществляется за счет рекомбинации фотовозбужденных носителей [16]. При электролюминесцении благодаря наличию барьеров, которые могут образоваться из-за разной относительной диэлектрической проницаемости объёма кристаллофосфора и его приповерхностной части или в результате взаимодействия с окружающей средой (диэлектриком), может осуществляться и ударный механизм возбуждения центра свечения или решетки основания [94]. В случае ионизации основы кристаллофосфора одной из составляющих процесса передачи энергии будут рекомбинационные процессы. При этом конечной. стадией процесса передачи энергии центру в нашем случае, как при фото -, так и при электровозбуждении является перевод иона празеодима в возбужденное состояние.
Для обсуждения процессов возбуждения центров свечения при электролюминесценции обычно пользуются методом исследования волн яркости, которые представляют собой временные зависимости мгновенной яркости [97]. Сравнивая временные зависимости яркости и возбуждающего переменного напряжения можно получить важную информацию о процессах приводящих к возбуждению центров свечения при электролюминесценции.
Как ранее было показано, влияние А1 на люминесцентные свойства SrTKVPr3 , А1 при электровозбуждении выражается в увеличении яркости свечения. При этом форма спектра люминесценции не зависит от концентрации вводимого А1, В то же время было замечено, что А1 оказывает влияние на форму волн яркости электролюминесценции.
