固体发光2-1.ppt

第二章发光材料及其特征
发射光谱(发光光谱)
在一定激发源的激发下,发光材料的发光能量或发光强度(也可用光子数目表示,都是相对值)按波长(或频率)的分布。
表征发光的主要性能指标
它类似人的指纹,是发光材料独具的特征。
光谱的形状决定于发射体——发光中心
稀土离子
过渡金属离子 Ti钛 Cr Mn
重金属离子 Sb Tl Bi铋
离子团
WO42-
线谱:光谱由许多强弱不同的谱线组成。实际上并非几何意义的线,而是有一定的宽度。
发射光谱的类型:
线谱
带谱:在一定波长范围内,发射能量的分布连续变化。
带谱
曲线A为示波器显示屏用Zn2SiO4:Mn2+ ,发黄绿光。曲线B为(Zn,Be)2SiO4:Mn2+ ,发偏红的白光
同样用Mn2+做激活剂,基质不同,发光相差很远。用不同的基质,可以获得几乎从蓝到红的各色发光
说明:晶格场对发光离子的能级有影响
例1
说明:ZnS:Cu有两种发光中心,一种发蓝光,一种发绿光,每一个谱带代表一个中心的发射。
通常,同一结构的发光中心的发射光谱可用Gauss函数描述。
ZnS:Cu光谱的形状可以分解为两个谱带的叠加。
注意:式中能量分布用频率表示,而不是用波长
例2
Eυ= Eυ0 exp[-a(υ-υ0)2]
υ—频率,Eυ、Eυ0—频率υ,υ0处相对强度,а—与谱带宽度有关的常数,υ0-特征频率
三价稀土离子做发光中心时,晶格场对其能级的影响很小,光谱仍为线谱,且在不同基质中没有大的变化。
由光谱可确定发光中心是哪种稀土离子,从谱线的微小变化可以了解到晶格的作用,进而可以确定离子在晶格中的位置。
例3
晶体中分散的孤立分子、原子、离子或离子团的发光——分立中心发光
对半导体的情况,发射体是电子-空穴对——复合发光
复合发光需要用固体的能谱理论来分析发射光谱。
光的吸收系数随波长或频率的变化关系曲线,称为吸收光谱。
吸收光谱
当光照射到发光材料上时,一部分被反射、散射,一部分透射,剩下的被吸收。
只有被吸收的这部分光才对发光起作用。但是也不是所有被吸收的光的各个波长都能起激发作用。
研究哪些波长被吸收,吸收多少,显然是很重要的。