光致发光和电致发光谱课件
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光致发光和电致发光物体依赖外界光源进行照射,从而获得能量,产生激发导至发光的现象,它大致经过吸收、能量传递及光发射三个主要阶段,光的吸收及发射都发生于能级之间的跃迁,都经过激发态。
而能量传递则是由于激发态的运动。
紫外辐射、可见光及红外辐射均可引起光致发光。
如磷光与荧光。
产生激发态的分布按能量的高低可以分为三个区域。
低于禁带宽度的激发态主要是分立中心的激发态。
关于这些激发态能谱项及其性质的研究,涉及到杂质中心与点阵的相互作用,可利用晶体场理论进行分析。
随着这一相互作用的加强,吸收及发射谱带都由窄变宽,温度效应也由弱变强,特别是猝灭现象变强,使一部分激发能变为点阵振动。
在相互作用较强的情况下,激发态或基态都只能表示中心及点阵作为一个统一系统的状态。
通常用位形坐标曲线[1]表示。
电子跃迁一般都在曲线的极小值附近发生。
但是,近年关于过热发光的研究,证明发光也可以从比较高的振动能级起始,这在分时光谱中可得到直观的图像,反映出参与跃迁的声子结构。
接近禁带宽度的激发态是比较丰富的,包括自由激子、束缚激子及施主-受主对等。
当激发密度很高时,还可出现激子分子,而在间接带隙半导体内甚至观察到电子-空穴液滴。
激子又可以和能量相近的光子耦合在一起,形成电磁激子(e某citonicpolariton)。
束缚激子的发光是常见的现象,它在束缚能上的微小差异常被用来反映束缚中心的特征。
在有机分子晶体中,最低的电子激发态是三重激子态,而单态激子的能量几乎是三重态激子能量的两倍。
分子晶体中的分子由于近邻同类分子的存在,会出现两种效应:“红移”(约几百cm)及“达维多夫劈裂”。
这两种效应对单态的影响都大于对三重态的影响。
能量更高的激发态是导带中的电子,包括热载流子所处的状态。
后者是在能量较高的光学激发下。
载流子被激发到高出在导带(或价带)中热平衡态的情况,通常可用电子(或空穴)温度(不同于点阵温度)描述它们的分布。
实验证明,热载流子不需要和点阵充分交换能量直至达到和点阵处于热平衡的状态即可复合发光,尽管它的复合截面较后者小。