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1第十二章第十二章发光材料发光材料 21. 1. 固体的发光固体的发光某一固体化合物固体化合物受到光子光子、带电粒子带电粒子、电场电场或电离辐射电离辐射的激发,会发生能量的吸收、存储、传递和转换过程。 如果激发能量激发能量转换为可见光区的电磁辐电磁辐射射,这个物理过程称为固体的发光。 3 发光材料发光材料由基质基质和激活剂激活剂组成,在一些材料中,还搀入其它杂质离子杂质离子来改善发光性能。基质基质:作为材料主体的化合物; 激活剂激活剂:作为发光中心的少量搀杂离子。 4发光发光是一种宏观现象,但它和晶体内部的缺陷结构缺陷结构、能带结构能带结构、能量能量传递传递、载流子迁移载流子迁移等微观性质和过程密切相关。 5⑴⑴固体发光与晶体内部结构固体发光与晶体内部结构晶体中的能带有价带价带、导带导带、禁带禁带。 但是, 在实际晶体中,可能存在杂质原杂质原子子或晶格缺陷晶格缺陷,局部地破坏了晶体内部的规则排列,从而产生一些特殊的能级,称为缺缺陷能级陷能级。 6 作为发光材料的晶体发光材料的晶体,往往有目的地搀杂搀杂其它杂质离子以构成缺陷能级构成缺陷能级, 它们对晶体的发光起着关键作用。 7 发光 发光是去激发去激发的一种方式。晶体中电子的被激发被激发和去激发去激发互为逆过程互为逆过程。被激发被激发和去激发去激发可能在价带价带、导带导带和缺陷能级缺陷能级中任意两个之间进行。 8 被激发被激发和去激发去激发发生的过程如下: ①①价带价带与导带导带之间; ②②价带价带与缺陷能级缺陷能级之间; ③③缺陷能级缺陷能级与导带导带之间; ④④两个不同能量的缺陷能级缺陷能级之间。 9 电子在去激发跃迁去激发跃迁过程中, 将所吸收的能量释放出来,转换成光辐射光辐射。辐射的光能辐射的光能取决于电子跃迁前后所在能带能带( (或能级或能级) )之间的能量差值之间的能量差值。 10 在去激发跃迁去激发跃迁过程中, 电子也可能将一部分能量转移给其它原子转移给其它原子,这时电子辐射的电子辐射的光能光能小于跃迁前后电子所在能带能带( (或能级或能级) )的的能量差能量差。