Електролуминесцентно лъчение. Физика на инжектирането на p-n преход

Луминесценция, възбудена от електрическо поле

Анимация

Описание

Електролуминесценцията е луминесценция, възбудена от електрическо поле. Наблюдава се при газове и твърди вещества. При електролуминесценцията атомите (молекулите) на веществото преминават във възбудено състояние в резултат на възникване на някаква форма на електрически разряд в него. От различните типове електролуминесценция в твърди тела, инжекцията и електролуминесценцията преди пробив са най-важни. Инжекционната електролуминесценция е характерна за pn прехода в някои полупроводници, като SiC или GaP, в постоянно електрическо поле, включено в посоката напред. Излишните дупки се инжектират в n-областта, а електроните се инжектират в p-областта (или и двете в тънък слой между p- и n-областта). Луминесценцията възниква от рекомбинацията на електрони и дупки в p-n слоя.

Електролуминесценция преди пробив се наблюдава например в прахообразен ZnS, активиран от Cu, Al и др., Поставен в диелектрик между плочите на кондензатор, към който се прилага променливо напрежение на звукова честота. При максимално напрежение върху кондензаторните плочи във луминофора протичат процеси, близки до електрически пробив: в краищата на луминофорните частици се концентрира силно електрическо поле, което ускорява свободните електрони. Тези електрони могат да йонизират атоми; образуваните дупки се улавят от центрове на луминесценция, върху които електроните се рекомбинират при промяна на посоката на полето.

Време

Време на започване (log до -3 до -1);

Живот (log tc от -1 до 9);

Време на разграждане (log td -6 до -3);

Оптимално време за разработка (log tk 0 до 6).

Диаграма:

Технически реализации на ефекта

Опция 1:

В действителност това е обикновена мрежова отвертка-сонда, поставена в контакта за проверка на напрежението.

Електролуминесценция в газов индикатор

Ориз. един

Обозначения:

3 - флуоресцентна тръба с произволна форма;

Вариант 2: Внедряване на твърдо състояние в p-n електролуминесцентен полупроводник

Наистина - стандартен светодиод, използван за светлинна индикация на включване в съвременните електронни домакински уреди.

Реализация в твърдо състояние в p-n прехода на електролуминесценцията

Ориз. 2

Обозначения:

3 - p-n преход;

4 - поток от луминесцентно лъчение;

U - променливо EMF напрежение.

Прилагане на ефект

Наблюдава се в полупроводникови вещества и кристални фосфори, чиито атоми (или молекули) преминават във възбудено състояние под въздействието на преминал електрически ток или приложено електрическо поле.

Механизъм

Електролуминесценцията е резултат от радиационната рекомбинация на електрони и дупки в полупроводник. Възбудените електрони предават енергията си под формата на фотони. Преди рекомбинация електроните и дупките се разделят - или чрез активиране на материала за образуване на p-n преход (в полупроводникови електролуминесцентни осветители като LED) - или чрез възбуждане от високоенергийни електрони (последните се ускоряват от силно електрическо поле) - в кристални фосфори на електролуминесцентни панели.

Електролуминесцентни материали

Обикновено електролуминесцентните панели се произвеждат под формата на тънки филми от органични или неорганични материали. В случай на използване на кристални фосфори, цветът на блясъка се определя от примес - активатор. Структурно електролуминесцентният панел е плосък кондензатор. Електролуминесцентните панели изискват захранване с достатъчно високо напрежение (60 - 600 волта); за това, като правило, в устройството е вграден преобразувател на напрежение с електролуминисцентна подсветка.

Примери за тънкослойни електролуминесцентни материали:

• Прахообразен цинков сулфид, активиран с мед или сребро (синьо-зелено сияние);
• Цинков сулфид, активиран с манган - жълто-оранжево сияние;
• Полупроводници III-V InP, GaAs, GaN (LED).

Приложение

Електролуминесцентните осветители (панели, проводници и др.) се използват широко в потребителската електроника и осветителната техника, по-специално за осветяване на дисплеи с течни кристали, осветяване на скали на инструменти и филмови клавиатури, декориране на сгради и пейзажи и др.

Електролуминесцентни графични и символно-синтезиращи дисплеи се произвеждат за военни и индустриални приложения. Тези дисплеи се характеризират с високо качество на изображението и относително ниска чувствителност към температурни условия.

Напишете отзив за статията "Електролуминесценция"

Литература

• Гершун A.L.,.// Енциклопедичен речник на Брокхаус и Ефрон: в 86 тома (82 тома и 4 допълнителни). - Санкт Петербург. , 1890-1907.

Връзки

• (недостъпна връзка - история , копие)

Откъс, характеризиращ електролуминесценцията

Министерство на висшето образование на Украйна

Национален технически университет на Украйна

"Киевски политехнически институт"

Резюме по темата:

Луминесценция

електролуминесценция

Изпълнил: студент 2-ра година

PSF PM-91 Milokosty A. A.

Проверен от: Никитин А.К.

план:

1. Въведение__________________________________3

2. Класификация на явленията на луминесценция _______4

3. Видове луминесценция _________________________________5

4. Физични характеристики на луминесценцията___7

5. Кинетика на луминесценцията ____________________7

6. Луминесцентни вещества __________________ 9

7. Методи на изследване _______________________________________11

8. Фосфори_________________________________11

9. Списък на използваната литература __________14

Въведение

Луминесценция - лъчение, което е излишък над топлинното излъчване на тялото при дадена температура и с продължителност, значително надвишаваща периода на светлинните вълни. Първата част от това определение е предложена от E. Wiedomann и разделя луминесценцията от равновесното топлинно излъчване. Втората част - знак за продължителност - е въведена от С. И. Вавилов, за да се отдели луминесценцията от други явления на вторична луминесценция - отражение и разсейване на светлината, както и от стимулирано излъчване, спирачно лъчение на заредени частици.

Следователно за възникването на луминесценцията е необходим някакъв източник на енергия, различен от равновесната вътрешна енергия на дадено тяло, съответстваща на неговата температура. За да се поддържа стационарна луминесценция, този източник трябва да бъде външен. Нестационарна луминесценция може да възникне по време на прехода на тялото към равновесно състояние след предварително възбуждане (затихване на луминесценцията). Както следва от самата дефиниция, понятието луминесценция се отнася не до отделни излъчващи атоми или молекули, но и до техните агрегати - тела. Елементарните актове на възбуждане на молекули и излъчване на светлина могат да бъдат еднакви в случай на топлинно излъчване и луминесценция. Разликата се състои само в относителния брой на определени енергийни преходи. От определението за луминесценция също следва, че това понятие е приложимо само за тела с определена температура. В случай на силно отклонение от топлинното равновесие няма смисъл да се говори за топлинно равновесие или луминесценция.

Знакът за продължителност е от голямо практическо значение и позволява да се разграничи луминесценцията от други неравновесни процеси. По-специално, той изигра важна роля в историята на откриването на феномена Вавилов-Черенков, позволявайки да се установи, че наблюдаваното сияние не може да се припише на луминесценция. Въпросът за теоретичното обосноваване на критерия на Вавилов беше разгледан от B.I. Степанов и Б. А. Афанасевич. Според тях, за класификацията на вторичната луминесценция, съществуването или отсъствието на междинни процеси между абсорбцията на енергия, която възбужда луминесценцията, и излъчването на вторична луминесценция (например преходи между електронни нива, промени във вибрационната енергия и др.) от голямо значение. Такива междинни процеси са характерни за луминесценцията (по-специално те протичат по време на неоптично възбуждане на луминесценцията).

Класификация на явленията на луминесценция

Според вида на възбуждането се различават: йонолуминесценция, кандолуминесценция, катодолуминесценция, радиолуминесценция, рентгенова луминесценция, електролуминесценция, фотолуминесценция, хемилуминесценция, триболуминесценция. Според продължителността на луминесценцията се разграничават флуоресценция (късо светене) и фосфоресценция (дълго светене). Сега тези понятия са запазили само условно и качествено значение, тъй като е невъзможно да се посочат граници между тях. Понякога флуоресценцията се разбира като спонтанна луминесценция, а фосфоресценцията като стимулирана луминесценция (виж по-долу).

Най-рационалната класификация на луминесцентните явления, основана на характеристиките на механизма на елементарните процеси, е предложена за първи път от Вавилов, който разграничава спонтанни, принудителни и рекомбинационни процеси на луминесценция. Впоследствие се изолира и резистивна луминесценция.

Видове луминесценция

1) резонансна луминесценция(по-често наричана резонансна флуоресценция ) наблюдавани в атомни пари (живак, натрий и др.) в някои прости молекули, а понякога и в по-сложни системи. Излъчването е спонтанно и възниква от същото енергийно ниво, което се постига чрез абсорбиране на енергията на вълнуващата светлина. С увеличаване на плътността на парите резонансната луминесценция се трансформира в резонансно разсейване.

Във всички случаи този тип луминесценция не трябва да се свързва с луминесценцията и трябва да се нарича резонансно разсейване.

2) Спонтанна луминесценциявключва преход (радиационен или, по-често, нерадиационен) към енергийното ниво, от което възниква радиацията. Този тип луминесценция е типичен за сложни молекули в пари и разтвори и за примесни центрове в твърди тела. Специален случай е луминесценцията, дължаща се на преходи от екситонни състояния.

3) Метастабиленили стимулирана луминесценциясе характеризира с преход към метастабилно ниво, което се случва след поглъщане на енергия и последващ преход към ниво на излъчване в резултат на предаване на вибрационна енергия (поради вътрешната енергия на тялото) или допълнителен квант светлина, напр. , инфрачервен. Пример за този тип луминесценция е фосфоресценцията на органични вещества, при която долното триплетно ниво на органичните молекули е метастабилно. В същото време в много случаи се наблюдават две ленти с продължителност на луминесценцията: дълга вълна, съответстваща на спонтанния преход T-S 0 и след това (бавна флуоресценция или β-лента), и къса дължина на вълната, съвпадаща в спектъра с флуоресценция и съответстващ на принудителния преход T-S 1 и след това спонтанен преход s 1 -s 0 (фосфоресценция или α-лента).

4) Рекомбинационна луминесценциявъзниква в резултат на повторно обединяване на частици, разделени от поглъщането на вълнуваща енергия. В газовете може да възникне рекомбинация на радикали или йони, което води до молекула във възбудено състояние. Последващият преход към основно състояние може да бъде придружен от луминесценция. В твърдите кристални тела рекомбинационната луминесценция възниква в резултат на появата на неравновесни носители на заряд (електрони или дупки) под действието на някакъв източник на енергия. Прави се разлика между рекомбинационната луминесценция при преходите "зона-зона" и луминесценцията на дефектни или примесни центрове (т.нар. центрове на луминесценция). Във всички случаи процесът на луминесценция може да включва улавяне на носители в капани с последващото им освобождаване чрез термични или оптични средства, т.е. включва елементарен процес, характерен за метастабилна луминесценция. В случай на луминесцентни центрове, рекомбинацията се състои в улавяне на дупки към основното ниво на центъра и електрони към възбуденото ниво. Излъчването възниква в резултат на преминаването на центъра от възбудено състояние в основно състояние. Рекомбинационната луминесценция се наблюдава в кристални фосфори и типични полупроводници като германий и силиций. Независимо от механизма на елементарния процес, водещ до луминесценция, излъчването в крайния случай възниква при спонтанен преход от едно енергийно състояние в друго. Ако този преход е разрешен, тогава се осъществява диполно излъчване. При забранените преходи излъчването може да съответства както на електрически, така и на магнитен дипол, електрически квадрупол и т.н.

Физични характеристики на луминесценцията

Както всяко лъчение, луминесценцията се характеризира със спектър (спектрална плътност на лъчистия поток) и състояние на поляризация. Изследването на спектрите на луминесценция и факторите, които ги влияят, е част от спектроскопията.

Наред с тези общи характеристики има специфични за луминесценцията. Интензитетът на луминесценцията сам по себе си рядко представлява интерес. Вместо това се въвежда стойността на отношението на излъчената енергия към погълнатата енергия, т.нар луминесцентен изход. В повечето случаи мощността се определя при стационарни условия като съотношението на излъчената и погълната мощност. В случай на фотолуминесценция се въвежда понятието квантов добив и се разглежда спектърът на добив, т.е. зависимостта на изхода от честотата на възбуждащата светлина и поляризационния спектър, зависимостта на степента на поляризация от честотата на възбуждащата светлина. В допълнение, поляризацията на луминесценцията се характеризира с поляризационни диаграми, чиято форма е свързана с ориентацията и многополюсния характер на елементарни излъчващи и поглъщащи системи.

Кинетика на луминесценция, по-специално формата на кривата на нарастване след включване на възбуждането и кривата на затихване на луминесценцията след изключване, както и зависимостта на кинетиката от различни фактори: температура, интензитет на възбуждащия източник и др., са важни характеристики на луминесценцията. Кинетиката на луминесценцията зависи до голяма степен от вида на елементарния процес, въпреки че не се определя еднозначно от него. Затихването на спонтанната луминесценция с квантов добив, близък до единица, винаги се извършва съгласно експоненциалния закон: I(t)=I 0 exp(-l/τ), където τ характеризира средното време на живот на възбуденото състояние, т.е. е равно на към реципрочната стойност на вероятността Спонтанен преход за единица време. Въпреки това, ако квантовият добив на луминесценция е по-малък от единица, т.е. луминесценцията е частично потушена, тогава експоненциалният закон на затихване се запазва само в най-простия случай, когато вероятността за потушаване Q е постоянна. В този случай τ=1/(A+Q) и квантовият добив η=A/(A+Q), където Q е вероятността за нерадиационен преход. Q обаче често зависи от времето, изминало от момента на възбуждане на дадена молекула, и тогава законът за затихване на луминесценцията става по-сложен. Кинетиката на стимулираната луминесценция в случай на едно метастабилно ниво се определя от сумата на две експоненциали.

Луминесценцията е излъчване на светлина от определени материали в относително студено състояние. Различава се от излъчването на нажежени тела например или въглища, разтопено желязо и тел, нагрети от електрически ток. Луминисцентно излъчване се наблюдава:

• в неонови и флуоресцентни лампи, телевизори, радари и флуороскопски екрани;
• в органични вещества като луминол или луциферин в светулките;
• в някои пигменти, използвани във външната реклама;
• със светкавици и северно сияние.

При всички тези явления излъчването на светлина не е резултат от нагряване на материала над стайна температура, поради което се нарича студена светлина. Практическата стойност на луминесцентните материали се състои в способността им да трансформират невидими форми на енергия в

Източници и процес

Явлението луминесценция възниква в резултат на поглъщането на енергия от материал, например от източник на ултравиолетово или рентгеново лъчение, електронни лъчи, химични реакции и др. Това привежда атомите на веществото във възбудено състояние . Тъй като е нестабилен, материалът се връща в първоначалното си състояние и абсорбираната енергия се освобождава като светлина и/или топлина. В процеса участват само външни електрони. Ефективността на луминесценцията зависи от степента на преобразуване на енергията на възбуждане в светлина. Броят на материалите с достатъчна ефективност за практическа употреба е сравнително малък.

Луминесценция и нажежаемост

Възбуждането на луминесценцията не е свързано с възбуждането на атомите. Когато горещите материали започнат да светят в резултат на нажежаване, техните атоми са във възбудено състояние. Въпреки че вибрират вече при стайна температура, това е достатъчно, за да възникне излъчването в далечната инфрачервена област на спектъра. С повишаването на температурата честотата на електромагнитното излъчване се измества към видимата област. От друга страна, при много високи температури, като тези, създадени в ударни тръби, сблъсъците на атомите могат да бъдат толкова жестоки, че електроните да се отделят от тях и да се рекомбинират, излъчвайки светлина. В този случай луминесценцията и нажежаването стават неразличими.

Луминесцентни пигменти и багрила

Обикновените пигменти и багрила имат цвят, тъй като отразяват тази част от спектъра, която е комплементарна на абсорбираната. Малка част от енергията се превръща в топлина, но не се получава забележимо излъчване. Ако обаче луминесцентният пигмент абсорбира дневна светлина в определена част от спектъра, той може да излъчва фотони, които се различават от отразените. Това се случва в резултат на процеси в молекулата на багрилото или пигмента, чрез които ултравиолетовата светлина може да се преобразува във видима светлина, като например синя светлина. Такива луминесцентни техники се използват във външната реклама и в перилните препарати. В последния случай „избистрителят“ остава в тъканта не само за да отразява бялото, но и за да преобразува ултравиолетовото лъчение в синьо, което компенсира жълтеникавостта и подсилва белотата.

Ранни изследвания

Въпреки че светкавиците, северното сияние и слабото сияние на светулките и гъбите винаги са били известни на човечеството, първите изследвания на луминесценцията започват със синтетичен материал, когато Винченцо Каскариоло, алхимик и обущар от Болоня (Италия), през 1603 г. нагрява смес от бариев сулфат (под формата на барит, тежък шпат) с въглища. Прахът, получен след охлаждане, излъчва синкаво сияние през нощта и Каскариоло забелязва, че това може да бъде възстановено чрез излагане на праха на слънчева светлина. Веществото било наречено lapis solaris или слънчев камък, защото алхимиците се надявали, че може да превърне металите в злато, символизирано от слънцето. Последно сияние предизвика интереса на много учени от този период, които дадоха на материала други имена, включително "фосфор", което означава "носител на светлина".

Днес името "фосфор" се използва само за химичния елемент, докато микрокристалните луминисцентни материали се наричат ​​фосфор. „Фосфорът“ на Каскариоло изглежда е бил бариев сулфид. Първият наличен в търговската мрежа луминофор (1870) е "боята на Balmain" - разтвор на калциев сулфид. През 1866 г. е описан първият стабилен цинков сулфиден фосфор – един от най-важните в съвременната технология.

Едно от първите научни изследвания на луминесценцията, която се проявява в разпадането на дърво или плът и в светулките, е извършено през 1672 г. от английския учен Робърт Бойл, който, въпреки че не е наясно с биохимичния произход на тази светлина, все пак установява някои от основните свойства на биолуминесцентните системи:

• светят студено;
• може да бъде потиснат от такива химически агенти като алкохол, солна киселина и амоняк;
• радиацията изисква достъп до въздух.

През 1885-1887 г. е забелязано, че суровите екстракти, получени от западноиндийските светулки (огнени лешникотрошачки) и от фоладни миди, произвеждат светлина при смесване.

Първите ефективни хемилуминесцентни материали са небиологични синтетични съединения като луминол, открит през 1928 г.

Химико- и биолуминесценция

По-голямата част от енергията, освободена при химичните реакции, особено реакциите на окисляване, е под формата на топлина. В някои реакции обаче част от него се използва за възбуждане на електрони до по-високи нива, а във флуоресцентни молекули - за хемилуминесценция (CL). Проучванията показват, че CL е универсален феномен, въпреки че интензитетът на луминесценция понякога е толкова нисък, че се налага използването на чувствителни детектори. Има обаче някои съединения, които показват ярък CL. Най-известният от тях е луминолът, който, когато се окислява с водороден пероксид, може да произведе силна синя или синьо-зелена светлина. Други силни CL вещества са луцигенин и лофин. Въпреки яркостта на техните CL, не всички от тях са ефективни при преобразуването на химическата енергия в светлинна енергия, тъй като по-малко от 1% от молекулите излъчват светлина. През 60-те години е установено, че естерите на оксаловата киселина, окислени в безводни разтворители в присъствието на силно флуоресцентни ароматни съединения, излъчват ярка светлина с ефективност до 23%.

Биолуминесценцията е специален тип CL, катализиран от ензими. Добивът на луминесценция на такива реакции може да достигне 100%, което означава, че всяка молекула на реагиращия луциферин преминава в състояние на излъчване. Всички известни днес биолуминесцентни реакции се катализират от окислителни реакции, протичащи в присъствието на въздух.

Термично стимулирана луминесценция

Термолуминесценцията не означава топлинно излъчване, а увеличаване на светлинното излъчване на материали, чиито електрони се възбуждат от топлина. Термично стимулирана луминесценция се наблюдава в някои минерали и преди всичко в кристалофосфорите, след като са били възбудени от светлина.

Фотолуминесценция

Фотолуминесценцията, която възниква под действието на електромагнитно лъчение, падащо върху вещество, може да се произведе в диапазона от видима светлина през ултравиолетова до рентгенови и гама лъчи. При индуцираната от фотони луминесценция дължината на вълната на излъчената светлина обикновено е равна или по-голяма от дължината на вълната на възбуждащата светлина (т.е. равна или по-малка от енергията). Тази разлика в дължината на вълната се дължи на превръщането на входящата енергия във вибрации на атоми или йони. Понякога при интензивно излагане на лазерен лъч излъчената светлина може да има по-къса дължина на вълната.

Фактът, че PL може да бъде възбуден от ултравиолетово лъчение, е открит от немския физик Йохан Ритер през 1801 г. Той забелязва, че фосфорите светят ярко в невидимата област отвъд виолетовата част на спектъра и по този начин открива UV лъчение. Превръщането на UV във видима светлина е от голямо практическо значение.

При високо налягане честотата се увеличава. Спектрите вече не се състоят от една спектрална линия от 254 nm, а емисионната енергия се разпределя върху спектрални линии, съответстващи на различни електронни нива: 303, 313, 334, 366, 405, 436, 546 и 578 nm. За осветяване се използват живачни лампи с високо налягане, тъй като 405-546 nm съответстват на видима синкаво-зелена светлина, а когато част от радиацията се трансформира в червена светлина с помощта на фосфор, резултатът е бял.

Когато газовите молекули са възбудени, техните спектри на луминесценция показват широки ленти; не само електроните се издигат до по-високи енергийни нива, но вибрационните и ротационните движения на атомите като цяло се възбуждат едновременно. Това е така, защото вибрационните и ротационните енергии на молекулите са 10 -2 и 10 -4 от енергиите на прехода, които се събират, за да образуват много леко различни дължини на вълните, които образуват една лента. В по-големите молекули има няколко припокриващи се ленти, по една за всеки тип преход. Излъчването на молекулите в разтвора е предимно лентово, което се дължи на взаимодействието на относително голям брой възбудени молекули с молекулите на разтворителя. В молекулите, както и в атомите, външните електрони на молекулните орбитали участват в луминесценцията.

Флуоресценция и фосфоресценция

Тези термини могат да бъдат разграничени не само въз основа на продължителността на блясъка, но и въз основа на метода на неговото производство. Когато един електрон се възбуди до синглетно състояние с време на престой 10 -8 s, от което може лесно да се върне в основно състояние, веществото излъчва енергията си под формата на флуоресценция. По време на прехода въртенето не се променя. Основното и възбуденото състояние имат подобна множественост.

Електронът обаче може да бъде издигнат до по-високо енергийно ниво (наречено "възбудено триплетно състояние") чрез обръщане на въртенето му. В квантовата механика преходите от триплетни към синглетни състояния са забранени и следователно техният живот е много по-дълъг. Следователно луминесценцията в този случай има много по-дълъг период: наблюдава се фосфоресценция.

Електролуминесценцията е излъчване на светлина под въздействието на електрическо поле или протичащ ток. Когато електрическо поле се приложи към полупроводник (наречен фосфор), възниква ударна йонизация на атоми от електрони поради електрическото поле, както и излъчването на електрони от центъра на улавяне. В резултат на това концентрацията на свободните носители ще надвиши равновесната и полупроводникът ще бъде във възбудено състояние, т.е. в състояние, при което неговата вътрешна енергия надвишава равновесната при дадена температура.

Устройството на електролуминисцентен излъчвател (кондензатор): тънък слой (до 20 микрона) от полупроводник (цинков сулфид) се нанася върху метална основа, върху него се нанася тънък слой метал, прозрачен за видима светлина. Когато към металните слоеве се свърже източник (постоянен или променлив), се появява зеленикаво-синьо сияние, чиято яркост е пропорционална на U стойността на източника. Ако в състава на луминофора е включен цинков селенид, тогава може да се получи бяло, жълто или оранжево сияние.

недостатъци:

Ниска производителност;

Нестабилен параметър;

Ниска яркост на сиянието;

Малък ресурс.

Електролуминесценция се наблюдава и при полупроводникови диоди, когато през диода протича ток с директна връзка. В този случай електроните преминават от n-областта към p-областта и там се рекомбинират с дупки. В зависимост от забранената лента, фотоните имат честоти във видимата или невидимата за човека част от светлинния спектър, направени от силиций, излъчват невидима инфрачервена светлина.

За светодиодите се използват материали с ширина на лентата от 1,6 eV до 3,1 eV (това са червени и виолетови цветове), поради което се използва широко за създаване на цифрови индикатори, оптрони и лазери.

Предимство:

технологичност;

Висока производителност;

Дълъг експлоатационен живот;

Надеждност;

Микро миниатюра;

Висока монохроматичност на излъчването.

По дизайн светодиодите се отличават: инжекционни, полупроводникови лазери, суперлуминесцентни (заемащи междинни стойности и използвани в оптични линии), с контролиран цвят на светене.

ZSI- знаково-синтезиращи индикатори - при които изображението се получава с помощта на мозайка върху независимо управлявани преобразуватели "електрически сигнал към светлина".

ZSI използва светенето, което се получава във фосфорите, поставени в силно електрическо поле. Структурно те са група от кондензатори, в които една от плочите е направена прозрачна, а другата е непрозрачна.

Когато източникът е свързан към плочите, луминофорът започва да свети.

Ако прозрачен електрод е направен от една или друга форма, тогава зоната на светене ще повтаря формата. Цветът на секцията зависи от състава на луминофора. Използва се в дисплеи.

Яркостта на осветеността зависи от U стойността и честотата: U=160-250V, f=300-4000Hz.

Консумирана мощност стотни-десети от вата, яркост 20-65cd/m 2 .

катодолуминесценция.Когато газът се отстрани от колбата (при налягане ≈ 1,3 Pa), светенето на газа отслабва и стените на колбата започват да светят. Защо? Електроните, избити от катода от положителни йони, рядко се сблъскват с газови молекули при такъв разряд и следователно, ускорени от полето, удряйки стъклото, предизвиква неговото сияние, така наречената катодолуминесценция, а потокът от електрони се нарича катодни лъчи.

Вакуумна луминесценция с ниско напрежение.Според механизма на действие той не се различава от високоволтовия и има препоръчителен характер.

Същност - луминофорът се бомбардира с електрони, които възбуждат луминофора и водят до нарушаване на термодинамичното равновесие. Появяват се електрони, чиято енергия е по-голяма от енергията за зоната на проводимост и дупки, които имат енергия по-ниска от тавана на валентната зона. Поради нестабилността на неравновесното състояние, процесът на рекомбинация започва с излъчване на фотони от катодите, което е придружено от излъчване.

Ако рекомбинацията се извършва чрез капан, след известно време носителите могат да се върнат на местата си, което увеличава последващото сияние.

Луминесценцията с ниско напрежение се характеризира с:

Тип луминофор;

Дълбочината на проникване в кристала на бомбардиращите електрони;

Използва се напрежение с ниско напрежение (единици-десетки волта);

Използва се във вакуум ZSI;

Напрежение на отопление = 5V;

U a \u003d (20-70) B;

Сегмент на аноден ток (1-3)mA.

Предимства на вакуум ZSI:

Висока яркост на сиянието;

Многоцветен;

Минимална консумация на енергия;

Голяма скорост.

Недостатъци: необходимо е да има три източника на захранване, крехкостта на дизайна.

Сигурни въпроси за тема 2:

1 Концепцията за поляризация.

2 Видове поляризация.

3 Какво определя електрическата проводимост на диелектрик?

4 Посочете видовете електрическа повреда.

5 Посочете характеристиките на сегнетоелектриците.

6 Пиезо ефект и неговото приложение.

7 Посочете видовете газоразряд и техните характеристики.

8 Характеристики на електролуминесценцията и катодолуминесценцията.