固态阴极射线发光的发现(1)(2)
2017-09-07 06:51
导读：固态阴极射线发光（SSCL）与真空阴极射线（VCL）相比在发光激发的方式上是相同的，都是因电子的动能引起的碰撞激发，其不同之处在于电子的加速方式
固态阴极射线发光（SSCL）与真空阴极射线（VCL）相比在发光激发的方式上是相同的，都是因电子的动能引起的碰撞激发，其不同之处在于电子的加速方式，SSCL是在固体中而不是在真空中加速，因此固态阴极射线发光也称作类阴极射线发光.固态阴极射线发光的激发能量来源于固体中被加速的电子.在低电场中，电子能量的分布符合玻尔兹曼函数f(E)∝exp(-E/E0)，其中E是电子能量，E0是电子平均能量.其中能量较高的电子数只占总数中的一小部分，初电子的密度也还没有设法控制.真空阴极射线发光的能量来源是在真空中加速的电子，它的能量可以很高.像电视显像管中的电压可以加到3万伏，所有加速电子的能量比较集中，色散很小，分布在3万电子伏附近，初电子的密度也很高，可以达到14mA/mm2.但真空阴极射线则因电子能量很高，常先引起一些与发光无直接关系的其他效应，如产生二次电子发射、X射线等，直到电子的能量降低到可以和离化或激发能相比拟时，才引起激发.而固态阴极射线发光则不同，它本身即可直接引起激发，这对固态阴极射线发光中激发能量的利用比较有利.
3 固态阴极射线发光的辨认
3．1 与已知的电场诱导的发光不同
首先，固态阴极射线发光不是击穿本身的发光或击穿发光激发的光致发光，它也不是电场诱导的发光.电场诱导的发光，有p-n结发光、场致发光、有机场致发光（OEL）等.p-n结发光及有机场致发光都是电子和空穴分别从阴极和阳极注入，然后在发光层中形成激子，进而复合发光.而在固态阴极射线发光中无法从外界进入空穴，不能形成p-n结发光及OEL，有机材料的迁移率低，无法积累可以引起发光的能量，也不能形成场致发光.它的激发类似于真空阴极射线，电子从阴极注入到薄膜器件中，在加速层中加速，获得较高能量，碰撞发光层的发光中心，使其中的电子从基态跃迁到激发态.这一碰撞激发是固态阴极射线发光的核心、起源及基础，在高场下激子离化，出现扩展态的复合发光.在这种激发方式中，过热电子碰撞发光层时,像光致发光一样，使一个HOMO 的电子激发到LUMO 上,同时在HOMO 上留下一个自旋相反的空穴,二者自然形成一个单线态激子,而不会形成三线态激子.所以从理论上讲,这种激发方式的发光效率可以与光致发光相同.お
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3．2 交叉证明
为了用其他方法交叉证明固态阴极射线发光的真实性，又制备了两种相反的单侧发光器件，即Al/ SiO2/PPV/ITO和Al/ PPV / SiO2/ITO.如图2［12,13］所示，虚线是驱动电压的波形，实线是发光强度的波形.就图2（a）而言，当Al电极为负时，电子在SiO2中加速，产生的固态阴极射线轰击PPV而产生电子、空穴对，电子向ITO阳极漂移，而正好同其他激发产生的空穴及从阳极注入的空穴相遇，复合发光.当Al电极为正时，只有电子注入或加速，但无空穴进入PPV，所以它不会发光.对于图2（b），当ITO电极为负时，注入到界面能级上的电子可在SiO2中加速，轰击PPV，产生电子、空穴对，电子及空穴在电场中的极化使电子向Al（正）电极方向漂移而逸出，空穴则向SiO2（负）电极方向漂移，受阻而存储于PPV一侧，这半周没有电子、空穴对的复合，不能发光.当电场反向，Al电极又变为负时，电子注入到PPV，和存储于PPV中的空穴相遇.二者复合产生发光，所以它的发光也在Al为负的半周.这样，从图2（a）、图2（b）中发光的位相相同证实了这一现象是由于固态阴极射线的激发作用，即证实了固态阴极射线发光的存在.
共2页: 1 [2] 下一页 论文出处(作者):冀国蕊 徐叙瑢
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