Електролюмінесцентні властивості випромінювачів на основі капсульованого люмінофору ZnS:Cu

Размещено на http://www.allbest.ru/

Державний вищий навчальний заклад

“Ужгородський національний університет”

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата фізико-математичних наук

01.04.10 - фізика напівпровідників і діелектриків

Електролюмінесцентні властивості випромінювачів на основі капсульованого люмінофору ZnS:Cu

Попович Карл Оттович

Ужгород - 2008

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі твердотільної електроніки ДВНЗ “Ужгородський національний університет” Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник:

кандидат фізико-математичних наук

Рубіш Іван Дмитрович,

ДВНЗ “Ужгородський національний університет” МОН України

доцент кафедри твердотільної електроніки

Офіційні опоненти

доктор фізико-математичних наук, професор

Куницький Юрій Анатолійович

Технічний центр НАН України (м. Київ),

завідувач відділу фізики наноструктурних матеріалів

доктор фізико-математичних наук, професор

Пуга Павло Павлович

Інститут електронної фізики НАН України (м. Ужгород),

старший науковий співробітник відділу матеріалів

функціональної електроніки

Захист дисертації відбудеться 24 жовтня 2008 року о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К61.051.01 в ДВНЗ “Ужгородський національний університет” Міністерства освіти і науки України за адресою: 88000, м. Ужгород, вул. Волошина, 54, ауд. № 181.

З дисертацією можна ознайомитися в науковій бібліотеці ДВНЗ “Ужгородський національний університет” (88000, м. Ужгород, вул. Капітульна, 6)

Автореферат розісланий 22 вересня 2008 року

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради,

доктор фіз.-мат. наук проф. Міца В.М.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Сульфід цинку є базовим матеріалом для створення електролюмінесцентних випромінювачів (ЕЛВ), які використовуються у різних галузях техніки. При експлуатації ЕЛВ виникають проблеми пов'язані з втратою яскравості світіння електролюмінофору з часом. Тому не виникає сумнівів у важливості проблеми, пов'язаної із з'ясуванням причин деградації властивостей ЕЛВ.

Вивчення цього явища в електролюмінофорах ZnS: Cu показало, що визначальними у втраті яскравості світіння є дифузійні процеси, які відбуваються на межі поділу ZnS - Cu_2xS. Важливим для розуміння природи цього явища є вивчення його на атомарному рівні. Одним із методів, який дозволяє побудувати кількісно енергетичні діаграми різноманітних сполук і діаграми енергетичних зон гетеропереходів, є метод лінійної комбінації атомних орбіталей і псевдопотенціалу розвинений в роботах У. Харрісона та інших авторів. Відомостей про застосування цього методу для визначення електронних станів у забороненій зоні люмінофорів і побудови діаграм енергетичних зон гетеропереходів до останнього часу не було. Більшість експериментальних робіт була виконана на люмінофорах, одержаних на основі порошку ZnS без захисного покриття.

Важливою задачею є встановлення загальних закономірностей деградації ЕЛВ, одержаних на основі капсульованого порошкового люмінофору ZnS: Cu, а також моделювання енергетичної діаграми з урахуванням дефектності їх структури.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тематика досліджень відповідала планам науково-дослідних робіт ДВНЗ “Ужгородський національний університет” відповідно до програм “Стимульовані перетворення та оптична пам'ять в некристалічних та нано структурованих матеріалах для оптоелектроніки” (ДБ 406-2000, номер держреєстрації 0100U005335), “Специфіка створення і дослідження фізичних властивостей наноструктурованих матеріалів на основі світлочутливих халькогенідів та деяких оксидів” (ДБ 506-2003., номер держреєстрації 0103U001681) та програмі “Передові технології та дослідження” з фірмою “Люмітех” (Австрія) № 01/2003 від 03.01.2003 та № 01/2005 від 03.02.2005 р.

Мета та задачі дослідження. Метою роботи є встановлення закономірностей протікання процесів деградації електролюмінесцентних випромінювачів на основі електролюмінофорів ZnS: Cu.

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити наступні задачі:

§ дослідити механізми впливу складу оболонки мікрогранул порошкових електролюмінофорів ZnS:Cu на параметри та характеристики люмінесценції;

§ виявити відмінності у механізмах фото- та електролюмінесценції для люмінофорів ZnS: Cu ідентичного складу та структури;

§ створити модельні уявлення формування енергетичних зон для люмінофорів на основі сульфіду цинку з різними домішками в наближенні Хартрі-Фока та Хермана-Скіллмана, провести розрахунки ширини забороненої зони, рівня Фермі, порогу фотоемісії та домішкових станів у забороненій зоні;

§ з'ясувати причини та механізми деградації ЕЛВ та розробити рекомендації щодо підвищення їх температурної та часової стабільності.

Об'єктом дослідження є процеси, що протікають в електролюмінесцентних випромінювачах одержаних на основі капсульованого порошку ZnS: Cu.

Предметом дослідження є дефекти, які визначають структуру та властивості досліджуваних об'єктів, зокрема включення Cu_2xS на дислокаціях.

Методи дослідження. Для встановлення хімічного складу капсули та вивчення змін, які відбуваються в результаті деградації ЕЛВ використана методика рентгенівського мікроаналізу. Вимірювання спектрів електролюмінесценції, яскравості світіння і коефіцієнта ефективності проводилися за загальноприйнятими методиками. Вивчення деградаційних процесів проведено на спеціально розробленому приладі, який забезпечував можливість одночасного вимірювання інтенсивності світіння для 12 зразків ЕЛВ. Розрахунок енергетичної діаграми і фізичних параметрів проведено методом, який базується на методах лінійної комбінації атомних орбіталей та псевдопотенціалу з використанням атомних термів, одержаних у наближеннях Хермана-Скіллмана та Хартрі-Фока.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що основні з них одержані вперше і мають самостійне наукове значення та доповнюють відомі дані про деградаційні процеси, які відбуваються в ЕЛВ. До більш суттєвих результатів відноситься наступний ряд закономірностей, теоретичних розрахунків та експериментальних фактів:

1. Встановлено механізми зміни затухання яскравості ЕЛВ на основі досліджень кінетики змін яскравості ЕЛВ в залежності від зовнішньої напруги та форми імпульсів. Показано, що затухання яскравості ЕЛВ обумовлено як виснаженням центрів світіння, зміною вмісту кисню та енергетичної діаграми гетероструктури ZnS - Cu_2xS, так і релаксаційними процесами різної природи (короткочасова релаксаційна складова ₁ майже на два порядки менша, ніж довгочасова релаксаційна складова ₂, а залежність часу релаксації ₁ = 90 220 год. прямо пропорційна початковій ємності ЕЛВ).

2. Встановлена залежність коефіцієнта ефективності ЕЛВ від частоти при різних напруженостях електричного поля на електролюмінофорному шарі, максимум якої спостерігається в області = 600 800 Гц та більш контрастно проявляється з підвищенням V_еф на електродах при різних формах сигналу напруги живлення.

3. Виявлена немонотонна залежність енергетичного положення максимуму в спектрі випромінювання та півширини смуги від частоти ЕЛВ для електролюмінофорів різного хімічного складу на основі ZnS: Cu.

4. Встановлено складний характер спектрів фотолюмінесценції ЕЛВ на основі “Durel D2” при збудженні He-Ne лазером ( = 630 нм) та їх суттєву відмінність від спектрів електролюмінесценції. Максимум фотолюмінесценції зсувається в бік менших енергій (приблизно на 0,2 еВ) та з'являється смуга з максимумом = 564 нм (2,2 еВ), виникнення якої пов'язане з переходом E_с >E₂ (2,14 еВ) та свідчить про існування антистоксівського випромінювання. У спектрах електролюмінесценції порошку “Durel D2” після неперервної дії змінного електричного поля напругою 115 В та частотою 400 Гц з'являється додатковий пік (h = 2,80 eB), пов'язаний з переходами E₅ > E₄ (2,93 еВ) або E₁ >E₄ (2,65 еВ).

5. Виявлено, що для досліджуваних люмінофорів при напрузі V_еф = 115 В частотна залежність яскравості має нелінійний характер і виходить на насичення при частотах більших 3000 Гц. Максимум значення коефіцієнта ефективності спостерігається в області частот = 600 Гц, а більш контрастно проявляється при підвищенні V_еф на електродах та спостерігається при різних формах сигналу напруги живлення.

Практичне значення одержаних результатів

1. Розроблено пристрій для дослідження довготривалої зміни інтенсивності світіння ЕЛВ.

2. Показана можливість використання методу лінійної комбінації атомних орбіталей і псевдопотенціалу для побудови енергетичної діаграми дефектної структури електролюмінофорів.

3. Встановлено, що однією з причин деградації ЕЛВ на основі сульфіду цинку є зміна хімічного складу включень Cu_2xS.

Особистий внесок здобувача. Автором проведено розрахунок фізичних властивостей халькогенідів цинку та енергетичної діаграми цинк-сульфідних електролюмінофорів, що складають основу всіх опублікованих праць [1-23]. У роботах [1, 5, 6] автор проектував, виготовляв та випробовував прилад. У роботах [7, 19] дисертантом проведено розрахунок фізичних властивостей халькогенідів цинку, а в роботах [2, 9, 11, 13-17, 20-23] - розрахунок енергетичної діаграми люмінофорів ZnS: Cu. Виготовлення електролюмінесцентних випромінювачів і їх рентгенівський мікроаналіз проведені автором в Інституті фізики твердого тіла Технічного університету м. Грац, Австрія (науковий консультант Г. Лайзинг). У роботах [1, 3, 4, 8, 10, 12, 18] автором проведені вимірювання спектрів електролюмінесценції та дослідження кінетики втрати інтенсивності світіння ЕЛВ. Вибір об'єктів дослідження та формування задач дисертаційної роботи були здійснені разом з науковим керівником. При обговоренні результатів експериментальних і теоретичних досліджень брали участь старший науковий співробітник М.Д. Савченко та науковий співробітник Т.М. Щурова.

Апробація результатів дисертації. Основні результати роботи доповідалися та обговорювалися на наступних наукових форумах: 7th International Conference on Physics of Advanced Materials (ICPAM-7), 2004, Яси, Румунія; 16th Int. Vac. Congress / 12th Int. Conf. Surface Sci./8th NANO (IVC-16/ICSS-12/NANO-8), 2004, Венеція, Італія; 2-а Українська наукова конференція з фізики напівпровідників (УНКФН-2), 2004, Чернівці-Вижниця, Україна; 10th Joint Vacuum Conference of Croatia, Austria, Slovenia and Hungary (JVC 10), 2004, Порторож, Словенія; XXI International Conference “Relaxation Phenomena in Solids”, 2004, Воронеж, Росія; 1-а Міжнародна конференція “Нанорозмірні системи” (НАНСИС 2004), 2004, Київ; X Міжнародна конференція з фізики i технології тонких плівок (МКФТТП-X), 2005, м. Івано-Франківськ, Україна; 11th European Conference on Applications of Surface and Interface Analysis (ECASIA05), 2005, Відень, Австрія; 8-а Міжнародна конференція “Expert Evaluation and Control of Compound Semiconductor Materials and Technologies” (EXMATEC'06), 2006, Кадіс, Іспанія; Міжнародна науково-практична конференція “Структурна релаксація в твердих тілах“, 2006, Вінниця, Україна; 2-га Міжнародна науково-технічна конференція “Сенсорна електроніка та мікросистемні технології” (СЕМСТ-2), 2006, Одеса, Україна; Міжнародна конференція “Кластери та наноструктурні матеріали” (CNM' 2006), 2006, Ужгород “Карпати”, Україна; XІ Міжнародна конференція з фізики i технології тонких плівок та наносистем (МКФТТПН-XІ), 2007, м. Івано-Франківськ, Україна; 3-я Українська наукова конференція з фізики напівпровідників (УНКФН-3), 2007, Одеса, Україна.

Публікації. Зміст дисертації викладено в 4 статтях у наукових журналах, 7 матеріалах і 12 тезах наукових конференцій.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, п'яти розділів, висновків, переліку літературних посилань. Вона містить 146 сторінок, 51 рисунок і 15 таблиць. Список використаної літератури складається зі 123 посилань.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми, поставлено мету і задачі дисертаційної роботи, визначено наукову новизну і практичну цінність роботи. Розкрито особистий внесок дисертанта та апробацію результатів досліджень.

Перший розділ “Електролюмінесценція цинкосульфідних фосфорів” присвячений аналітичному огляду відомих результатів, які стимулювали виконання дисертаційної роботи. Наводяться відомості про структуру сульфіду цинку, його фізичні властивості та про електролюмінесценцію люмінофорів, одержаних на його основі. З аналізу літературних даних виявлена проблема підвищення довговічності цинкосульфідних електролюмінофорів, вирішення якої потребує проведення досліджень процесів деградації.

У другому розділі “Технологія виготовлення та методика дослідження електричних і оптичних параметрів електролюмінесцентних випромінювачів” аналізуються технологічні аспекти одержання ЕЛВ та методики їх дослідження, описано пристрій для дослідження деградації ЕЛВ за величиною відносної інтенсивності світіння.

У третьому розділі “Основні фізичні параметри та електронні стани в забороненій зоні люмінофорів ZnS: Cu, Cl” наведені теоретичні результати розрахунку ширини забороненої зони, порогу фотоемісії, діелектричної проникності, модуля зсуву і повної енергії зв'язку халькогенідів цинку (ZnS, ZnSe, i ZnTe). Розрахункові дані зіставлені з експериментальними результатами. Крім того, наводяться дані розрахунку енергетичного положення електронних станів у забороненій зоні фосфору ZnS: Cu, Cl, а також експериментальні значення енергії випромінювальних переходів.

Розрахована енергетична діаграма, яка пояснює утворення електронних станів у забороненій зоні ZnS: Cu (рис. 1). Стрілками на цьому рисунку показані можливі оптичні випромінювальні переходи та відповідне цим переходам значення енергії. Поряд з цими значеннями в дужках наведені експериментальні значення енергій, які відповідають максимуму спектрального розподілу випромінювання. Електронні стани з енергією E₁ i E₂ відповідають енергії атомних термів Zn 4p і Zn sp³. Електронні стани з енергією E₃ утворюються зв'язуючими станами Zn 4s гомозв'язків Zn-Zn.

Для цих станів величина розщеплення визначається величиною енергії ковалентного зв'язку, яка залежить від міжатомної відстані. Міжатомна відстань (довжина зв'язку) розраховувалася як сума ковалентних радіусів атомів, і для зв'язку Zn-Zn складає 2,66 ?. Електронні стани E₄ відповідають енергії дна незв'язуючої р - зони.

У люмінофорах ZnS: Cu (рис. 1) у забороненій зоні додатково можуть утворюватись електронні стани E₅, які відповідають гібридизованим станам міді (Cu sp³). У заборонену зону цих матеріалів також потрапляють електронні стани, які формують дно зони провідності Cu₂S, які позначені E_c*.

Рис. 1. Електронні стани, які можуть утворюватися у забороненій зоні ZnS: Cu.

Четвертий розділ “Характеристики та параметри електролюмінесцентних випромінювачів, одержаних на основі капсульованого люмінофору ZnS: Cu” присвячений дослідженню світлових характеристик ЕЛВ, одержаних на основі капсульованого порошкового люмінофору ZnS: Cu різних марок (“GG 43”, “GGL 41” “Durel D2” і “ANE 430”) і вивченню їх методами рентгенівського мікроаналізу. Наводяться спектри випромінювання, а також дані про вплив напруги змінного електричного поля, частоти та форми імпульсу на яскравість випромінювання та коефіцієнт ефективності ЕЛВ. На основі рентгенівського мікроаналізу встановлено, що порошки фосфорів марок “GG 43” i “GGL 41” капсульовано захисним шаром Al₂O₃, марки “Durel D2” - окислами (Ti-Si)O₂, а марки “ANE 430” - AlN.

Порівняння спектрів електролюмінесценції (V_еф = 115 В, н = 400 Гц) зі спектрами фотолюмінесценції, викликаної лазерним опроміненням на довжині хвилі 630 нм (1,97 еВ), ЕЛВ одержаних на основі порошку марки “Durel D2” показало, що вони відрізняються (рис. 2, крива 1 і крива 3, відповідно). На спектрі фотолюмінесценції з'являється додаткова жовта смуга з максимумом при енергії фотонів 2,20 еВ (рис. 2, крива 3). Як показали розрахунки, дана смуга може бути пов'язана з випромінювальними переходами E_с > E₂ (2,14 еВ, див. рис. 1), тобто має місце антистоксівський зсув.

Рис. 2. Спектри електролюмінесценції на початку експлуатації (крива 1), після неперервної експлуатації протягом 2000 годин (крива 2) та спектр фотолюмінесценції при збудженні He-Ne лазером (крива 3) електролюмінесцентних випромінювачів на основі люмінофору марки “Durel D2”

Особливістю спектрів випромінювання є і те, що після експлуатації деяких ЕЛВ протягом 2000 годин проявлялася додаткова блакитна смуга з максимумом при енергії фотонів 2,80 еВ (443 нм). Розрахунки показали, що ця смуга може бути пов'язана з переходами E₅ > E₄ (2,93 еВ) або E₁ >E₄ (2,65 еВ) (див. рис. 1).

Встановлено, що інтенсивність світіння ЕЛВ максимальна для випромінювачів, одержаних на основі капсульованого порошку марки “GG 43” і мінімальна для ЕЛВ, одержаних на основі капсульованого порошку марки “ANE 430”. Показано, що максимум інтенсивності світіння досліджуваних ЕЛВ в діапазоні частот 200-1200 Гц знаходиться в межах 2,43 ч 2,47 еВ.

Залежність коефіцієнта ефективності від частоти при різних формах сигналу: синусоїдальній, трикутній і прямокутній, показана на рис. 3. Видно, що коефіцієнт ефективності досягає максимуму в інтервалі частот 600-800 Гц для всіх досліджуваних джерел напруги. Після проходження максимуму із збільшенням частоти коефіцієнт ефективності зменшується.

1- синусоїдальні коливання; 2- трикутні імпульси; 3- прямокутні імпульси

Рис. 3. Залежність коефіцієнта ефективності електролюмінофору ЕЛВ (“GG 43”) від частоти коливань при різних формах сигналу (V_еф = 80 В):

Величина з найбільша при трикутній і синусоїдальній напругах живлення, а при прямокутній формі зменшується майже вдвічі. Цей результат необхідно враховувати при розробці ефективних ЕЛВ.

У результаті дослідження залежності яскравості світіння і коефіцієнта ефективності ЕЛВ від напруги показано, що ця залежність може бути пояснена в рамках моделі виснаженого бар'єру Мотта-Шотткі.

Встановлено, що відхилення від лінійності та насичення яскравості світіння випромінювача на частотній залежності зумовлене зменшенням коефіцієнта ефективності в результаті спаду напруги на бар'єрах ZnS _ Cu_2xS із зростанням частоти.

У п'ятому розділі “Деградаційні процеси в електролюмінесцентних випромінювачах, одержаних на основі капсульованого люмінофору ZnS: Cu” наведені експериментальні дані рентгенівського мікроаналізу, а також результати дослідження деградації ЕЛВ, одержаних на основі капсульованого порошкового люмінофору ZnS: Cu. Зокрема, дана загальна характеристика деградаційних процесів, які відбуваються в ЕЛВ. Проаналізовані зміни спектрів випромінювання та яскравості світіння ЕЛВ у результаті деградації. Вивчення деградації ЕЛВ при різних температурах показало, що енергія активації часу релаксації ₁ складає 0,24 еВ. Розглянуті питання пов'язані з процесами структурної релаксації на дислокаціях і вакансіях, що відбуваються в люмінофорах ZnS: Cu, а також, запропонована модель гетероструктури ZnS - Cu_2xS, яка дозволила пояснити одну з головних причин втрати яскравості світіння ЕЛВ.

У табл. 1 зведена інформація про основні типи досліджуваних зразків ЕЛВ. Наведені дані про вихідні матеріали для виготовлення ЕЛВ (марка порошкового люмінофору, матеріал капсули, середній діаметр частинок порошку (d_ф)), особливості конструкції (товщину діелектрика (d_д)) та параметри досліджуваних зразків ЕЛВ (початкове і кінцеве значення яскравості (B₀, B*) та ємності (C₀, C*)) на частоті 1 кГц після їх неперервної експлуатації протягом 2000 годин і при природному старінні протягом року (*).

Таблиця 1. Основні характеристики та параметри досліджуваних зразків ЕЛВ

№ зразка	Марка	Матеріал капсули	dф, мкм	dд, мкм	B0, Кд/м2	B*, Кд/м2	C0, нФ	C*, нФ
1571a	GG 43	Al2O3	44	20	129,0	58,0	4,27	3,45
1571b	GG 43	Al2O3	44	20	126,7	58,4	4,52	3,62
1573a	GG 43	Al2O3	43	21	131,2	57,0	4,51	3,62
1573b	GG 43	Al2O3	43	21	134,1	127,8*	4,69	4,31*
1575a	GGL 41	Al2O3	36	19	81,7	52,0	4,13	3,70
1575b	GGL 41	Al2O3	36	19	77,1	54,6	4,32	3,85
1577a	GGL 41	Al2O3	39	19	79,0	52,3	4,29	3,82
1577b	GGL 41	Al2O3	39	19	78,2	74,0*	4,75	4,47*
1579a	Durel D2	(Ti-Si)O2	45	20	104,9	44,1	4,20	3,70
1579b	Durel D2	(Ti-Si)O2	45	20	102,0	44,8	4,22	3,56
1581a	Durel D2	(Ti-Si)O2	48	19	101,3	43,6	3,53	3,2
1581b	Durel D2	(Ti-Si)O2	48	19	101,0	95,0*	3,58	3,26*
1583a	ANE 430	AlN	33	22	78,7	37,2	4,31	3,80
1583b	ANE 430	AlN	33	22	74,0	37,0	4,37	3,80
1585a	ANE 430	AlN	32	20	74,9	33,5	4,57	3,85
1585b	ANE 430	AlN	32	20	74,1	68,0*	4,74	4,27*

Для всіх типів досліджуваних зразків яскравість та ємність після експлуатації ЕЛВ зменшувалася. Встановити загальну закономірність між змінами цих величин для всіх ЕЛВ не вдалось.

Так для ЕЛВ, одержаних на основі порошків марок “GG 43”, “Durel D2“ і “ANE 430” зменшення яскравості практично однакове і складає 50 - 57 %, в той час, як ємність змінюється на 9 - 20 %. Для ЕЛВ “GGL 41” ці зміни відповідно складають 30-36 % та 10-11 %.

Аналіз відносних змін яскравості та ємності ЕЛВ, які зберігалися у звичайних умовах протягом року (табл. 2) показав, що вони відповідно складають 4-8 % і 6-10 %. Найменша зміна ємності (6 %) відбувається для ЕЛВ, одержаних на основі порошку марки ”GGL 41”. Ці ЕЛВ мали найменші зміни яскравості та ємності при експлуатації. Найбільша зміна ємності (10 %) спостерігалася для ЕЛВ “ANE 430”. Ці результати вказують на те, що в ЕЛВ має місце структурна релаксація, яка прискорюється в змінних полях. Встановлено, що енергетичне положення спектру випромінювання ЕЛВ, після деградації протягом 2000 годин істотно не змінюється (0,02 еВ, див., наприклад, рис. 2, криві 1, 2). Показано, що зменшення яскравості світіння з часом можна описати емпіричною формулою, яка включає три експоненти з різними часами релаксації цього процесу: ₀ (6,2 і 11 год.), ₁ (90 - 220 год.), ₂ (3100 і 4100 год.). З'ясовано, що основні зміни у втратах яскравості світіння ЕЛВ пов'язані з двома останніми процесами, які характеризуються часами релаксації ₁ і ₂ та визначаються за формулою:

де а і b - числові множники (a + b = 1); ф₁ і ф₂ - часи релаксації.

Таблиця 2. Характеристики різних електролюмінесцентних випромінювачів, релаксаційні параметри відповідно до формули та ф_0,5 - час, протягом якого величина В₀ зменшується вдвічі

Пігмент	Характеристики ЕЛ випромінювачів	Релаксаційні параметри
	Матеріал капсули	dф, мкм	dд, мкм	C0, нФ	B0, Кд/м2	a	b	1, год.	2, год.	0,5, год.
GG 43	Al2O3	44	20	4,27	129	0,238	0,762	170	3100	1300
GGL 41	Al2O3	36	19	4,13	82	0,133	0,867	90	4100	2300
Durel D2	(Ti-Si)O2	45	20	4,20	105	0,262	0,738	150	3100	1200
ANE 430	AlN	33	22	4,31	79	0,191	0,809	220	3100	1500

Аналіз даних, наведених у табл. 1 і 2 показав такі закономірності взаємозв'язку між параметрами ЕЛВ, одержаних на основі різних порошків:

Величина часу релаксації ф₁ лінійно зростає із збільшенням початкової ємності для всіх ЕЛВ та корелює з відносною зміною ємності.

Спостерігається тенденція до збільшення початкової яскравості світіння ЕЛВ при збільшенні середнього розміру порошку.

Для ЕЛВ, крім одержаних на основі порошку марки “ANE 430” із збільшенням В₀ час релаксації ф₁ збільшується в той час, як величина ф₂ залишається незмінною.

Крім того, для цих ЕЛВ при збільшенні середнього розміру порошку постійна a (див. формулу), лінійно збільшується, а при збільшенні ємності С₀ спостерігається лінійне збільшення величини В₀.

Ці дані вказують на те, що перша складова релаксаційного процесу зміни яскравості може бути пов'язана з впливом фотонів власної люмінесценції на дефектну структуру порошку ZnS: Cu. На таку складову механізму деградації вказують наступні факти:

-у багатьох кристалічних і некристалічних напівпровідниках, у тому числі і в кристалах ZnS з дефектною структурою, спостерігається незворотна зміна механічних параметрів (модуля зсуву, модулю Юнга) під дією світла, тобто спостерігається фотопластичний ефект;

-люмінофори, що випромінюють голубе світло втрачають яскравість раніше, ніж ті, що випромінюють оранжеве світло при однаковій основі люмінофора. електролюмінесценція сульфід цинк мікрогранула

Однаковість значень часу релаксації ф₂ (табл. 2) для ЕЛВ, крім одержаних на основі порошку марки “ANE 430”, найвірогідніше вказує на те, що в них відбувається структурна перебудова, стимульована дією змінного електричного поля. Відмінність значення ф₂ для ЕЛВ (“ANE 430”) може бути пов'язана з тим, що частинки порошку, з якого вони виготовлені, захищені оболонкою, яка не містить кисень. Роль атомів кисню у втраті яскравості світіння електролюмінофорів ZnS: Cu до цього часу залишається не до кінця зрозумілою, хоча вказується на те, що локальна дифузія міді значно посилюється поблизу атомів кисню.

Послідовність переходу від атомних термів до енергетичних зон ZnS і Cu_2xS проілюстрована на рис. 4, а, б. Тут використані такі позначення: Zn 4p, Zn 4s, S 3p, S 3s, Cu s, S p - атомні терми; у, у* - зв'язуючі та антизв'язуючі стани, ДE_s-o - спін-орбітальне розщеплення; V₁, V₁^* - матричні елементи енергії металічного зв'язку по зв'язуючих і антизв'язуючих станах; U - внутрішньоатомне кулонівське відштовхування.

а)	б)

Рис. 4. Послідовність переходу від атомних орбіталей до енергетичної зони в сполуках ZnS (a) i Cu₂S (б).

На рис. 5 приведена змодельована енергетична діаграма для фрагмента включень сполуки Cu_2xS в кристалічному ZnS при прикладанні електричного поля до (x = 0) (а) і після (x = 0,2) структурних перетворень (б). Тут для кристала ZnS зображені енергетичні рівні, завдяки яким відбувається випромінювальна рекомбінація електронів і дірок. Таке розміщення локальних рівнів дефектів у межах забороненої зони відповідає відомій моделі Пренера-Еппла-Вільямса, згідно з якою допускається можливість асоціації компенсованих донорів і акцепторів, а люмінесценція проявляється в результаті електронних переходів у центрах, утворених цими асоційованими парами з різною відстанню між атомами.

Для пояснення зв'язку між напрямком поля та випромінюючими світло включеннями Cu₂S можна використати механізм тунелювання або емісії Шотткі під дією поля електронів і дірок із цих лінійних включень, які мають меншу ширину забороненої зони та високу провідність (рис. 5).

а)	б)

Рис. 5. Енергетична діаграма для фрагмента включень сполуки Cu_2xS в кристалічному ZnS при прикладанні електричного поля до (а) і після деградації (б).

Тунелювання дірок через бар'єр Д₃ (0,89 еВ), висота якого менша половини ширини забороненої зони ZnS (1,8 еВ), а ширина залежить від прикладеного поля, відбувається з одного кінця провідної лінії, а інжекція електронів через бар'єр Д₁ (2,51 еВ) - з другого кінця лінії, що необхідно для збереження нейтральності лінії. Заселеність Cu₂S електронами та дірками підтримується термічною регенерацією. Інжектовані дірки внаслідок їх низької рухливості та наявності глибоких уловлювачів залишаються поблизу точки інжекції.

У той же час електрони, які не брали участь у випромінювальної рекомбінації з дірками, інжектованими в попередній півперіод, будуть захоплюватися значно далі від точки інжекції. Більша частина інжектованих електронів рекомбінує з попередньо інжектованими дірками, так що випромінювання світла відбувається в тому випадку, коли кінець провідної лінії заряджений негативно. Захоплені електрони при зміні напрямку поля на протилежний можуть дати внесок у випромінювальну рекомбінацію. Електрони або вертаються до кінця провідної лінії, з якої вони пішли, що створює додаткові електрони на протилежному кінці лінії, або під дією поля потрапляють в об'єм кристаліту безпосередньо в області рекомбінації, яка розташована в кінці лінії, і не проникають у провідну лінію. Можливо, що електрони, які проникають у позитивно заряджений кінець лінії, можуть при їх наближенні потрапити в область настільки великого поля, що вони будуть прискорені до енергії, при якій можливе ударне та лавинне утворення електронно-діркових пар.

Ці механізми узгоджуються з сильною залежністю яскравості електролюмінесценції ЕЛВ від напруги, з випромінюванням світла з негативно зарядженого кінця лінії та з півперіодною затримкою рекомбінації відносно збудження.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ І ВИСНОВКИ

1. Розроблено спеціальний автоматизований прилад з комп'ютерною обробкою результатів для дослідження відносної інтенсивності світіння та деградаційних процесів в електролюмінесцентних випромінювачах, одержаних на основі капсульованого порошкового люмінофору ZnS: Cu.

2. Розраховано ширину забороненої зони, поріг фотоемісії, діелектричну проникність, енергію зв'язку та модуль зсуву халькогенідів цинку. На основі розрахунків енергетичних положень електронних станів у забороненій зоні люмінофорів ZnS: Cu, Cl встановлено, що люмінесценція в досліджуваних матеріалах пов'язана з рекомбінаційними переходами на рівнях, розташованих всередині забороненої зони.

3. Виявлено, що на межі поділу гетеропереходу ZnS - Cu_2xS (x = 0,2) утворюється енергетичний бар'єр, висота якого для потоку електронів з боку Cu_2xS складає 2,51 еВ, а з боку ZnS - 1,62 еВ. В гетероструктурі ZnS - Cu_2xS зміна x від 0 до 0,2 призводить до зменшення висоти бар'єру з боку Cu_2xS до величини 2,21 еВ і є причиною втрати яскравості світіння електролюмінесцентних випромінювачів.

4. Експериментально встановлено, що вміст кисню збільшується після неперервного світіння електролюмінесцентних випромінювачів протягом 2000 годин. Це призводить до зміни енергетичної діаграми гетероструктури ZnS - Cu_2xS, виникнення напружень та протікання процесів структурних перетворень, що обумовлює деградаційні процеси ЕЛВ.

5. Інтенсивність світіння ЕЛВ максимальна для випромінювачів, одержаних на основі капсульованого порошку марки “GG 43” і мінімальна для електролюмінесцентних випромінювачів, одержаних на основі капсульованого порошку марки “ANE”. Максимум інтенсивності їх світіння в діапазоні частот 200 - 1200 Гц знаходиться в межах 2,43 ч 2,47 еВ.

6. Характер зміни яскравості світіння та коефіцієнта ефективності електролюмінесцентних випромінювачів від напруги і частоти може бути пояснений в рамках моделі виснаженого бар'єру Мотта-Шотткі, а відхилення від лінійності і насичення яскравості світіння з ростом частоти зумовлене зменшенням коефіцієнта ефективності в результаті зменшення напруги на бар'єрах.

7. Встановлено, що енергетичне положення спектру випромінювання електролюмінесцентних випромінювачів після довготривалих (2000 год.) випробувань суттєво не змінюється. Зменшення яскравості світіння з часом обумовлено релаксаційними процесами, які характеризуються двома складовими (₁ та ₂). Із збільшенням початкової яскравості їх світіння ₁ зменшується, в той час як складова ₂ не змінюється. За температурно-часовою залежністю складової ₁ яскравості світіння встановлено, що енергія активації релаксаційного процесу складає 0,24 еВ.

8. Виявлено, що структурні зміни в електролюмінофорах ZnS: Cu, згідно моделі Пеннінга, пов'язані з виходом домішки Cu з вузлів у міжвузля, дифузією Cu по міжвузлях, захопленням міжвузельних атомів вакансіями, дифузією вакансій, а також, реакціями на межах центрів розпаду і коагуляції.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. The study of the lifetime of ZnS-based luminescent films by using the devices of series LMS / K. Popovych, Yu. Nakonechny, I. Rubish, V. Gerasimov, G. Leising // Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics. - 2003. - Vol. 6, No. 4. - P. 520-523.

2. Simulation of the electronic states in the band gap for ZnS: Cu, Cl crystallophosphors / N.D. Savchenko, T.N. Shchurova, K.O. Popovych, I.D. Rubish, G. Leising // Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics. - 2004. - Vol. 7, No. 2. - P. 133-137.

3. Popovych K.O. Degradation processes in encapsulated ZnS: Cu powder electroluminescent phosphors / K.O. Popovych // Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics. - 2007. - Vol. 10, No. 4. - P. 77-80.

4. Попович К. Характеристики та параметри електролюмінесцентних випромінювачів, одержаних на основі капсульованого люмінофору ZnS: Cu / К. Попович // Науковий Вісник Ужгородського університету. Серія Фізика. - 2008. - № 22. - С. 36-39.

5. Попович К. Розробка приладів серії LMS для тестування параметрів електролюмінесцентних плівок / К. Попович, Ю. Наконечний, Рони Зоттер Ричард Зоттер, В. Герасимов // Матер. XII Международной научно-технической конференции “Приборостроение - 2003”. - Винница - Кореиз (Украина). - 2003. - C. 22-25.

6. Розробка приладу для вимірювання часу життя електролюмінесцентних плівок з регульованою термостабілізацією / К. Попович, В. Герасимов, Г. Лайсинг, І. Рубіш // Сб. трудов Международной научно-технической конференции “Наука и предпринимательство 2005”. - Винница - Ялта (Украина). - 2005. - C. 74-76.

7. Електронна структура та пружні сталі плівок халькогенідних напівпровідників / Т.М. Щурова, М.Д. Савченко, К.О. Попович, Г. Лайзинг // Матер. X Міжнародної конференції з фізики i технології тонких плівок (МКФТТП-Х). - Т. 1. - Івано-Франківськ (Україна). - 2005. - С. 375-376.

8. Релаксаційні процеси в електролюмінофорах ZnS: Cu / К.О. Попович, І.Д. Рубіш, М.Д. Савченко, Г. Лайзинг // Матер. Міжнародної науково-практичної конференції “Структурна релаксація в твердих тілах”. - Вінниця (Україна). - 2006. - C. 151-153.

9. Popovych K.O. Energy band diagram for heterojunctions at nano scale in ZnS: Cu powder phosphors / K.O. Popovych, G. Leising // Mater. Int. Meeting “Clusters and nanostructured materials” (CNM' 2006). - Uzhgorod (Ukraine). - 2006. - P. 241-242.

10. Studying the lifetime characteristics of light radiation ZnS-based systems / K. Popovych, V. Gerasimov, G. Leising, I. Rubish // Mater. Int. Meeting “Clusters and nanostructured materials” (CNM' 2006). - Part 2. - Uzhgorod (Ukraine). - 2006. - P. 329.

11. Розрахунок ширини забороненої зони тонких плівок Si_xTi_1-xO₂ / М.Д. Савченко, Т.М. Щурова, К.О. Попович, І.Д. Рубіш, Г. Лайзинг // Матер. XІ Міжнародної конференції з фізики i технології тонких плівок та наносистем (МКФТТПН-ХІ). - Т. 1. - Івано-Франківськ (Україна). - 2007. - С. 161-162.

12. Попович К.О. Деградация электролюминофоров ZnS: Cu, Cl / К.О. Попович // Abstracts of the XXI International Conference “Relaxation Phenomena in Solids” (RPS 21). - Voronezh (Russia). - 2004. - P. 65.

13. Gap states in binary chalcogenide semiconductors / N. Savchenko, T. Shchurova, I. Rubish, K. Popovych, G. Leising // Abstracts of 7th International Conference on Physics of Advanced Materials (ICPAM-7). - Iasi (Romania). - 2004. - P. 161.

14. Surface and interface electronic states in ZnS: Cu, Cl powder phosphors / N.D. Savchenko, T.N. Shchurova, I.D. Rubish, K.O. Popovych, G. Leising // Abst. 16th Int. Vac. Congress/12th Int. Conf. Surface Sci./8th NANO (IVC-16/ICSS-12/NANO-8). - Part 2. - Venice (Italy). - 2004. - P. 618.

15. Електронні стани в електролюмінофорах ZnS: Cu, Cl / М.Д. Савченко, Т.М. Щурова, К.О. Попович, І.Д. Рубіш, Г. Лайзинг // Тези доповідей 2-ї Української наукової конференції з фізики напівпровідників (УНКФН-2). - Т. 2. - Чернівці - Вижниця. - 2004. - С. 462.

16. Gap states in binary chalcogenide thin films / T. Shchurova, N. Savchenko, K. Popovych, G. Leising // Program and Book of Abstracts of 10th Joint Vacuum Conference (JVC 10). - Portoroz (Slovenia). - 2004. - P. 126.

17. Моделювання електронних станів у халькогенідних напівпровідниках / М.Д. Савченко, Т.М. Щурова, М.Ю. Баран, К.О. Попович, І.Д. Рубіш, Г. Лайзинг // Тези конференції “Нанорозмірні системи: електронна, атомна будова і властивості” (НАНСИС 2004). - Київ. - 2004. - С. 113.

18. X-ray microanalysis and energy band diagram for encapsulated ZnS: Cu electroluminescent phosphors / K.O. Popovych, N.D. Savchenko, I.D. Rubish, G. Leising // Abstr. 11th European Conference on Applications of Surface and Interface Analysis (ECASIA05). - Vienna (Austria). - 2005. - P. 261.

19. Non-linear properties simulation for zinc chalcogenides / N. D. Savchenko, K. Popovych, T. Shchurova, I. Rubish, G. Leising // Book of Abstracts SSC 2006 7th International Conference on Solid State Chemistry (SSC 2006). - Pardubice (Czech Republic). - 2006. - P. 182-183.

20. Electronic states of impurities and defects in encapsulated ZnS: Cu electroluminescent phosphors / N. Savchenko, T. Shchurova, K. Popovych, G. Leising // Abst. 8th International Conference on Expert Evaluation and Control of Compound Semiconductor Materials and Technologies (EXMATEC'06). - Cadiz (Spain). - 2006. - P. 129.

21. Simulation of the surface bending of energy band for binary chalcogenide semiconductors / T. Shchurova, N. Savchenko, A. Kondrat, K. Popovych, V.M. Rubish, G. Leising // Тези доп. 2-ої Міжнародної науково-технічної конференції “Сенсорна електроніка та мікросистемні технології”. - Одеса (Україна). - 2006. - С. 209.

22. Surface bending of energy band for thin film of binary chalcogenides / T. Shchurova, N. Savchenko, A. Kondrat, K. Popovych, V.M. Rubish, G. Leising // Abs. 11th Joint Vacuum Conference (JVC 11). - Prague (Czech Republic). - 2006. - P. 79-80.

23. Electronic states of impurities and defects in encapsulated ZnS: Cu electroluminescent phosphors / N. Savchenko, T. Shchurova, A. Kondrat, K. Popovych, V.M. Rubish, G. Leising // Тези доповідей 3-ї Української наукової конференції з фізики напівпровідників (УНКФН-3). - Т. 2. - Одеса (Україна). - 2007. - С. 326.

АНОТАЦІЇ

Попович К.О. Електролюмінесцентні властивості випромінювачів на основі капсульованого люмінофору ZnS:Cu. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.10 - фізика напівпровідників і діелектриків. - ДВНЗ “Ужгородський національний університет”, 2008.

Вивчені електролюмінесцентні властивості електролюмінесцентних випромінювачів на основі капсульованого порошку сульфіду цинку, легованого міддю. Методом, який базується на методі лінійної комбінації атомних орбіталей і методі псевдопотенціалу проведені теоретичні розрахунки енергетичних параметрів електролюмінесцентних випромінювачів, а саме: ширини забороненої зони, порогу фотоемісії, діелектричної проникності, енергії релаксації, повної енергії зв'язку та пружних сталих, енергетичні положення електронних станів у забороненій зоні, а також, розрахована енергетична діаграма гетеропереходу ZnS/Cu_2xS (x = 0; 0,2).

Встановлено, що енергетичне положення спектру випромінювання електролюмінесцентних випромінювачів під час експлуатації протягом 2000 годин істотно не змінюється, а зменшення яскравості їх світіння можна описати емпіричною формулою, яка включає щонайменше дві складові часу релаксації: ₁ = 90 - 220 год., ₂ = 3100 - 4100 год. Досліджено вплив на час релаксації ₁ частоти, температури та форми імпульсу. Показано, що енергія активації релаксаційного процесу ₁ складає 0,24 еВ. Структурні зміни в електролюмінофорах ZnS: Cu пов'язуються з виходом домішки Cu з вузлів у міжвузля, дифузією Cu по міжвузлях, захопленням міжвузельних атомів вакансіями, дифузією вакансій, а також реакціями на межах центрів розпаду і коагуляції.

Ключові слова: електролюмінесценція, електролюмінесцентний випромінювач, лінійна комбінація атомних орбіталей, псевдопотенціал, сульфід цинку, деградація

Попович К.О. Электролюминесцентные свойства излучателей на основе капсулированного люминофора ZnS:Cu. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.10 - физика полупроводников и диэлектриков. - ГВУЗ “Ужгородский национальный университет”, 2008.

На основе анализа литературных данных показана актуальность проблемы повышения долговечности цинкосульфидных электролюминесцентных излучателей, что послужило мотивацией проведения исследований электролюминесцентных свойств и процессов деградации люминофоров ZnS: Cu. Приведены сведения о структуре сульфида цинка, его физических свойствах, а также электролюминесценции излучателей, полученных на его основе.

Описаны технология получения электролюминесцентных излучателей, методика их исследования, а также разработанный прибор для исследования деградации электролюминесцентных излучателей по величине относительной интенсивности свечения.

Методом, основанным на методе линейной комбинации атомных орбиталей и методе псевдопотенциала проведен расчет ширины запрещенной зоны, порога фотоэмиссии, диэлектрической проницаемости, энергии релаксации, полной энергии связи и упругих постоянных халькогенидов цинка (ZnS, ZnSe, и ZnTe). Этим же методом рассчитаны энергетические положения электронных состояний в запрещенной зоне люминофора ZnS: Cu. Установлено соответствие полученных расчетных параметров известным экспериментальным результатам. Методом рентгеновского микроанализа определен состав защитного слоя, нанесенного на порошок ZnS: Cu различных марок.

Изучены спектральные характеристики электролюминесцентных излучателей. Установлено, что максимум интенсивности их свечения находится в пределах 2,43 - 2,47 эВ. Показано, что зависимость яркости свечения электролюминесцентных излучателей от напряжения может быть объяснена в рамках модели истощенного барьера Мотта-Шоттки. Исследование частотных характеристик показало, что отклонение яркости свечения излучателей от линейной зависимости при частотах выше 1000 Гц связано с уменьшением коэффициента эффективности в результате уменьшения падения напряжения на барьерах.

Методом рентгеновского микроанализа установлено, что после эксплуатации излучателей в течение 2000 часов содержание кислорода в них увеличивается. Приводятся данные об изменении яркости свечения и емкости электролюминесцентных излучателей до и после эксплуатации при напряжении 115 В, частоте 400 Гц в течение 2000 часов, а также, при хранении их в нормальных условиях без приложения напряжения в течение 0,5 года.

Установлено, что энергетическое положение спектра излучения электролюминесцентных излучателей после испытаний изменяется не существенно, а уменьшение яркости свечения можно описать эмпирической формулой, которая содержит, по меньшей мере, две составляющие времени релаксации: ₁ = 90 - 220 часов ₂ = 3100 - 4100 часов. Величина времени релаксации ф₁ линейно возрастает с увеличением начальной емкости для всех электролюминесцентных излучателей и коррелирует с относительным изменением емкости. Наблюдается тенденция к увеличению начальной яркости свечения электролюминесцентных излучателей при увеличении среднего размера порошка. Первая составляющая релаксационного процесса изменения яркости связывается с влиянием фотонов собственной люминесценции на дефектную структуру порошка ZnS: Cu, что подтверждается такими фактами: 1) в кристаллах ZnS с дефектной структурой, наблюдается необратимое изменение механических параметров (модуля сдвига, модуля Юнга) под действием света; 2) люминофоры, излучающие голубой свет теряют яркость раньше, чем излучающие оранжевый свет при одинаковой основе люминофора.

Исследовано влияние на время релаксации ₁ частоты, температуры и формы импульса. Показано, что энергия активации релаксационного процесса ₁ составляет 0,24 эВ. Структурные изменения в электролюминофорах ZnS: Cu связываются с выходом примеси Cu из узлов в междоузлия, диффузией Cu по междоузлиям, захватом междоузельных атомов вакансиями, диффузией вакансий, а также реакциями на границах центров распада и коагуляции.

В рамках модели сильной связи проведен расчет с использованием атомных термов Хартри-Фока энергетической диаграммы гетероперехода ZnS/Cu_2xS (x = 0,2). Показано, что на границе раздела такой структуры образуется барьер, высота которого со стороны Cu_2xS для потока электронов составляет Д₁ = 2,51 эВ, а со стороны ZnS составляет Д₂ = 1,62 эВ. Допускается, что вторая составляющая релаксационного процесса (ф₂) связана с изменением x, что приводит к уменьшению высоты барьера Д₁ до величины 2,21 эВ.

Рассчитана энергия когезионной связи, которая для связи Zn-S составляет 1,14 эВ, а для связи Cu-S - 0,77 эВ. Поэтому первая составляющая релаксационной кривой связывается с диффузионными процессами, происходящими в Cu_2xS, а вторая связывается с диффузией меди в матрице ZnS.

Ключевые слова: электролюминесценция, электролюминесцентный излучатель, линейная комбинация атомных орбиталей, псевдопотенциал, сульфид цинка, деградация

Popovych K.O. Electroluminescent properties of EL lamps made of encapsulated ZnS: Cu phosphor. - Manuscript.

Thesis for Candidate of science degree in physic and mathematics in speciality 01.04.10 - physics of semiconductors and insulators. - Uzhgorod National University, Uzhgorod, 2008.

Electroluminescent properties of flexible electroluminescent lamps prepared from encapsulated zinc sulphide powder phosphors doped with copper have been studied. The following energy parameters: band gap width, photoemission threshold, dielectric permittivity, relaxation energy, total bond energy and elastic constants, along with the energy positions of the electronic states in the band gap and energy band diagram for ZnS/Cu_2xS (x = 0.2) heterostructure were calculated by the method based on linear combination of atomic orbitals and pseudopotential.

The energy position of the emission spectrum undergone no sufficient changes during 2000 hours operation have been found for electroluminescent lamps under investigation. The decrease in brightness of their luminescence can be described by an empiric formula which includes at least two constituents of relaxation time: ₁ = 90 - 220 hours, ₂ = 3100 - 4100 hours. Effect of frequency, temperature and pulse shape on ₁ relaxation time was investigated. It is shown that activation energy of ₁ relaxation process is about 0.24 eV. Structural changes in the ZnS: Cu phosphors are attributed to the moving of Cu impurity atoms from the lattice sites into the interstitials, diffusion of Cu over interstitials, trapping of the interstitial atoms by vacancies, diffusion of vacancies, and also, reactions on the boundaries of decay and coagulation centres.

Keywords: electroluminescence, electroluminescent lamp, linear combination of atomic orbitals, pseudopotential, degradation

Размещено на Allbest.ru

...