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新型长余辉发光材料的研究(4)

时间:2017-06-13 21:17来源:毕业论文
采用这种方法首先需要两个假定条件。 (1)假定弛豫到价带中的所有自由空穴,即价带中的自由空穴数极少。在激发后短时间内被空穴陷阱中心捕获,及夹


采用这种方法首先需要两个假定条件。
(1)假定弛豫到价带中的所有自由空穴,即价带中的自由空穴数极少。在激发后短时间内被空穴陷阱中心捕获,及夹带中的自由空穴数极少。
(2)余辉阶段,假定陷阱再次捕获释放的自由空穴的概率b远远小于自由电子与空穴的辐射或非辐射结合的概率r,即b<< r。
利用电中性条件,电子和空穴的衰减速率方程为:
 式中 n—处于介稳态的电子数;
      p—被陷阱捕获的空穴数;
      pc—处于介稳态上的空穴数;    
      N—陷阱数;
      a—被捕获的空穴热激发到导带中的概率;
      b—捕获一个自由空穴到一个空的陷阱中的概率;
      r—一个自由电子与一个空穴的辐射或非辐射结合的概率。
当给与足够的激发后,激发突然中止时,处于激发态上的绝大数电子由于与空穴的结合而辐射发光,或者部分以非辐射形式复合,从而在一个很短的时间内消失。但是,同时有部分空穴会弛豫到价带中,并且被空穴陷阱中心捕获。激发停止后,在热扰动作用下,被捕获的空穴慢慢释放到价带中,这些空穴将会迅结合而产生发光,或者被陷阱再次捕
(可忽略不计)。依据前面的假设,在余辉阶段,介稳态上的空学数pc很小,则有:
温度与正常的衰减曲线主要取决于热激发概率a,温度与概率a的关系为:
式中 E—将一个陷阱中的电子热激发的活化能;
        k—玻耳兹曼常数;
        T—热力学温度;
        s—频率因子。
所以 引入升温速率:                 
从而推出:即     利用 对 1/ Tm作图,即可求出电子陷阱浓度
方法二:峰形拟合半宽法计算陷阱深度
将半个热释发光峰的面积等同于有同样高度、半宽度的三角形面积,这种计算陷阱深度的方法称为半宽法。
Chen等利用峰形拟合法得出了计算电子陷阱深度的经验公式:
  其中  式中 Tm—最强峰对应的温度;
T1, T2—峰半高宽所对应的温度(T1<T2)。
其模型如图1.6.1所示。
     图 1.6.1 半宽法计算陷阱深度模型

    从而只要绘出热释发光曲线,利用以上的经验公式即可求出相应的电子陷阱深度。
热释发光曲线中每一个峰都对应一个缺陷陷阱,可以从热释发光峰数来判断材料中缺陷存在的种数,并且结合其他性能做出相应的判断。
利用热释发光曲线计算陷阱的 深度还有很多其他方法,如初始上分段加热发光法等。无论用哪种方法,都只是理论上的一种近似。如果不知道固体中电子的动力学过程,仅从热释发光曲线的实验结果来得到精确的陷阱深度是很困难的。尽管如此,热释发光法仍是一种研究材料中陷阱的有效方法,它可以直观地反映不同材料中陷阱的相对深度,并且可以用热释发光法来检验其他方法得到的实验数据。       
2    实验
2.1     实验原材料和药品
本次论文实验选用药品主要是制备ZnGa2O4:Cr3+粉末,所用到的试剂的纯度与分子量可见下表2.1.1所示。
表2.1.1 实验所需的主要试剂药品
试剂序号    试剂化学组成    纯度    分子量 新型长余辉发光材料的研究(4):http://www.751com.cn/cailiao/lunwen_9160.html
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