Физико-химические основы повышения эффективности низковольной катодолюминесценции цинкоксидных кристаллофосфоров тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

САРАТОВСКИ? CPJSHÁ" ТРУДОВОЮ КШЛЮГО ЗНАМЕН

гзс7дд?етв2ьеы;: укивбжтгет « н.г.черньшевсжого

На прага:-: р,ксчшс-1

Шкакоз Сергей Львеггл

ФИЗЖО-ЮМЧЗСКИЗ ОСНОВЫ ГОЕШШЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ

згзковсяътнсй шо^жшеснеьчфи

IKhKOKCiiJSiHX ffHCTiJLïfôOûî-D

ЛЛ G г ¿¿¿йй'Г днссертзциа на соасканаэ учезой степени кандащюа ммнчбскз? наук

CapsYO'i - Ï392

Работа выполнена на кафедре неорганической Саратовс-

кого ордена Трудового Красного Знамена государствокного уштер-СКТВТБ ЯаВЕВ Е-Г-ЧарНШвЗСКОГа.

Научккй руководитель - кандидат химических наук доцзнт А.О.Д-Ш'.трЕвнко.

Официальнае оппоненты: лауреат ГосудэрсаввкноС премия СССР, доктор тбхкйчзсиас наук-профессор Б.П.Севостьянов;

какдкдзт хжическш: кеух;, старшей научный сотрудник Ю.В.Серяков.

Ведущая оргЕказапЕЯ - Московский ж^ко-технолог^ческ^Г: институт иы2нг ¿.И.Мендедаева.

Защита состоится 23 сентября 1992 года в часов на заседании СпЕдгадЕЕировакного совета Д 063.74.04 по хиккчеекпм наукам пре Саратовском госуниверсгтете имена Н.Г.Чернышевского /Саратов, ул. Астраханская, 83, I корпус, Нехняя аудитория/.

С диссертацией мозно ознакомиться в научной библиотеке СГУ.

Отзнвы 2 двух экземплярах просим направлять по адресу: 410026 Саратоз, ул. Астраханская, £3, НИИ хдшй СГУ.

Автореферат разослан кздя 1932 г.

Учёный секретарь СпедиадйзЕрозаЕнсго совата, додоит

О.Б.Федотова

________ 3

-- - - - ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темя. Появланнз а соверашнствованяе новкх "лшов активных индикаторных устройств отображения анфорыяшш, Фазнческой основой которых является яязковольтная катодошомикес-'тэкпзя /НВКЛ/ полупроводниковых крастаклофосйоров /табло янда-дуально го и коллективного пользования, работающие при высокой

- до 5-1С4 - внешней освещённости, зысокоинформатавиыа панели я зкракл с <л>л5Е5й скваяяосты) управляющего сигнала и т.п./ тррбуэт дальнейшего увеличения эффективности а ярхоста КБКЛ. Низкая /10-100 эВ/ энергия возбуядающвх электронов 2, соответственно, малая /~1 нм/ глубина ах проникновения в сбьём зерна определяют ряд специфических особенностей КБК-лшанофоров, которые наиболее полно реализуются в полупроводниковом оксиде цаака, содержащем сверхстехиометрический пинк - рядом отечественны?: а зарубежных исследователей было показано, что яря разрзботя» высокоэффективных полупроводниковых КЕК-леминоЬорса •^сяозноЗ задачей является ке поиск новых составов матрицы фог-

аяз лаглрованае объёма зго озрна, з формирование оптимальной структура граничных слоев, з которых протекают зажяейацю олсктрооптатгвскл8 процессы. В частности, за посладяяэ ,двадцать лиг на било разработано >ш одного принципаально нового со составу изтрапн НЙК-лшанофора, а эффективность кмеящяхся за то ав ■. эремя била повышена в несколько раз. 3 особенности это отно-оБ? с л к -фосфору, эффективность которого за счёт хгмз-

- чаевого иодя^яваровакия'поверхности я лрипеваркнсстиого лвгаро-лэниа мялась с 2-3 до 7-3 лм/Вт, а абоолитная яркость - с МО-?СО /пропиленная марка К-56/ до 800-1500 /ЕС-505-2/ г 1БОО-2СОО /КС-505-3/ кд/м" при энергии возбуждающая электронов 23 зВ.

Слэдует отстать, что ссяовгйй з разраоо-гяв рффла-

т&внжс '2л САйбсфоров гвяз4Й с ^Марачесадвя асслвдояаягяйа ,:?'1впср-оа-т2х;;олотов я часто сба^бКадаяся наодразданно оодашнл "Едт.г:тама труяа* ¿гдьнейоз» кардинальное попшсиае 8ф$8ктагнос-та НКСЯ зогагожно лазь да основания полной «базягаёсяой хартнйн как самого отого эдабекта, так я »сдала зерйа 2п0 • 2«. -фссЛора;" Последний даяявтся хорошш натадкзатср'йН здсорбактом я обладает уникальной особенностью лёгкого ^рмирозШШг и длитвльвого ссх- ■ ранения без компвнсбкйи обогзяённых приповерхяостйёз з

ксксоргн колот бить создана концентрация электронов до' 10АУсм~J. Позтоиу задача дальнейшего совврвенствовакял цинкоксадного НВК-лвминофора по своей сути есть задача физико-химическая, rpetíja-щая как всестороннего йсследования состояния граничного слоя зерна фосфора, так и процессов, протекавших ка границе "фосфор-остаточная атмосфера дисплея".

I-эль работа состоит s построения качественной Физико-хкма-ческой модели зеряа цинкоксадного кристзллофосфсра, возбуждаемого мзддсзвымг электронами, и выявление с е-з помощью резервов певшзядя офвзктивкоттд НВКЛ.

Научная новизна: Впервые I/ обнаружена линейная корреляция мета? одна; аз параметров спактсз фатовозбукденая Ъ\Си ярхостьэ его КВКД;

2/ исследована радккалорвкомбянациозкая лшинесивняня водорода /РРЛр/ цянкоксадных НВК-двмяно^ороз;

3/ обнаружен гистерезис яркости НБКЛ ка спектрах её ьоэбувдц-ния, показана его адсорбционная природа;

4/ установлено, что ядазмохимическая•обработка в 3Twocrósp8 водорода /ПХОц/ повывает яркость НБКЯ цинкоксилных тестеров: 5/ построена качественная модель зерна пинкохседного йЬК-лааскофора, объясняющая вез известные к настоящему времени зкеперкменг'адъкыз результата;

6/ показаг*), что снижение эффективности НВКЛ ига образовании твёрдых растворов в систенз 2кС - f«gC оирадалг-.^гся ах адсорб-цйоииыая свойствами.

i Практическая значимость.. Посредством ГСССц сада повышена яркость НВКЛ цаиноксидного фосфора на 20-30 % я посредством кодифицирования поверхности' оксида: вольфрама - в 2-2,5 раза по ерзвнзшш с лучаама прсиьллеанщга марками, средняя светоотдача догадана,до 8 лм/Бт пря рабочее напряжениях ВЛИ. Разработана а нзедрека в производство ВДй методика контроля качества цаккок-сашшх КБК-жсаннофороз по-слектраа юг фотовозбуа&екия, не требу-юдел изготовления. контрольные ыдахаторов. Намечены способы доработка синего КВН-лшинофсра оксидного типа до уровня upo&ssa-двнша: стандартов. Основной результат ддееертацад -'модель зерна ííxO-позволяет целенаправленно вести поиски козю< ыоди-йзкзтороа aro поиерхностя, ' ■■ Основные положения. вшосимыо на зашит»; I. Оенсвяим способом ловысеюя эффективности НВКЛ яддяатаа

О __________ - -

созданяе и.,обеспечение устойчивости электрических полей припо-'верхностных положительных зарядов, облегчающих миграцию дырок сквозь "мертвый" слой зерна люминофора. Поли, создаваемые хемоссрбирозэнными и:- остаточной атмосферы ВЛК донорными частицами, неустойчива геле.дствие электронно-стимулированной десорбций /ЭСД/, поэтому предпочтение следует отдавать йкзико-хяыиче-скому модифицирований поверхности.

2., При Функционировании БЛИ может происходить не только ЭСД .с поверхности лздаинеспектного ело«, ко в реадсорбиая вблизи, обедненной стороны контактов зёрен, что объясняет разнообразие типов релаксаций яркости НБКЕ после включения ВЛИ.

3. Имеется корреляция меящу яркостью НВКЛ а положением длинноволнового максимума в спектре (Ьотовозбундения, а также интенсивностью РРЛН. Оба метода предложено использовать для аттестации КВК-люмиксфсров на основе оксида цинка вместо трудоёмкого изготовления опытных, ей:.

4. Твёпдые-гастворы в системе "И п. С - МдО после надлежащей

■ * з

:ч5раО"?кя сбрару«иьй1зт все свойства ЬяК-лшинэторсв с синим

цвето.ч' озеченил /\ ... - ¿70-480 к::/.

Апроозсгл теоеть. Сскэвнав результаты работы докладквались нз У1 «сесокгно».: совекзкц» "физик?, химия и технология йзров" /Стаг-рогсль, П-и ггягяор» 1^8? г./. .VI научней конференции колодкх ученк;: и специалистов /Ужгород, 10-17 иь-ня 1991 г./, УН'1 Усесоыеноу совещании по йжзекс-химкческому анализу /Саратов, 1"-ГЭ сентября 1991 г./, 1У ЪЕропеиской конференции по применении анализа поверхностей и границ раздела /Будапешт, Венгрия, 14-18 октября 1991 г./. По теме диссертации опубликовано £ статей и 5 тезисов докладов, получено положительное решение то заявке на изооретение.

Структура работы.- диссертация состоит из введения, шести . глав, заключения с выводами и списка цитируемой литератур:; /145 наименований/. Б приложение включена методика контроля качества цинкоксидных КБК-люминофоров. . .

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТ!! .. •

Во введении обосновывается актуальность выбранной темы диссертации, сформулирована цель, перечислены положения, выносимые на защиту.

Первая глаза содержит обзор литературы по теме диссертаций . Она состоит из трёх разделов. 3 первом из них охарактеризованы структурные, энергетические, электрофизические, люминесцентные и адсорбционные свойство оксида цинка. Во втором разделе описаны исследования в области НВКЛ к перечислены её. основные закономерности. Третий раздел посвящен рассмотрению КБК-лшинойюрсв на основе самоактивпрованного оксида цинка и попыток их модифицирования. Выделены вопросы, оставшиеся неразрешёнными, противоречия и неубедительные моменты. Сформулированы задачи исследования.

Во второй главе описаны объекты изучения, методы их физико-химического модифицирования, методика исследования оптико-люминесцентных и электрофизических характеристик, методика изучения ЙШ.

В третьей главе приведены результаты исследования оптико-люминесцентных и электрофизических характеристик НБК-лшкинофсров нз осноье . Обнаружено, что при уменьшении длины волны

возбуждающего света сине-зелёная ломинеспенппя сменяется зелёноЛ. Установлено, что спектр фотовозбугдекия ?пО- ¿V состоит из одной полосы, искажённой приповерхностными потерями до появления ложных максимумов и минимума. Положение длинноволнового /ведущего/ максимума определяется с хорошей точностью /0,033 эБ/ п связано с относительной величиной приповерхностных потерь: чек меньше эти потери, тем больше сдвинут ведущий максимум в коротковолновую область.. На примере 30 промышленных партий п 30 опытных образцов цинкоксидных КЕК-лжинофоров, подвергнутых различного рода легированиям и модифицированиям /не изменяющим объёмные свойства, контролируемые фотолюминесцентным методом/, показана положительная линейная корреляция с коэффициентом 0,94 между энергетическим. положением ведущего максимума спектре фото-возбугдения и яркостью НВКЯ /рис. I/. Полу--* но уравнение регрессии:

* В Скд/м2)= 28520 ( Е(8В) - 3,189) . Предложен^ использовать эту зависимость для контроля качестве гшнкоксидщсс НБК-лшянофоров.

Исследована РРЛН люминофоров К-56 и КС-505-2. Их кривые разгоранвя оказались схоеи, проходя через максимум. Интенсивность в этом максимуме для К-5Б была в полтора раза выше, чем для КС-505-2, то есть вела себя противоположно яркости НВКЛ.

••■> ^ . if о о

CC-U I

Sè :

; í

- -i _ i

i

-л ;;-г у--г: '.z.y.'V "'••> гл. :'•!'.••:..:■■?-

- .-:°у. .'■-.о HJ^JI .•••.....•..—.• е.;

LI-. XC'wOV.. ; - r.'¿--!0-i I- - CT.'^.-t

у:: г, -:■■.. о, •■ ^jr-д ьз-PfcHí дл.; .'■-.= :"-)- -

„ : .. . ' Hj -.3; члксч£ороз. Ьй саоктрн состоит ::з

одаок погосв, сменённой на 5-20 на в стопену г.".::

•• . ."i ¿-»¿гро-гивдвная порсаков

«к^да яалкз, легированных медаэт а свзрзсстехгсивтраческаа цинком. Устзновлеко, что их провоягшст* определяется с;орьера»а "а зёрен.

'у-.;'," гр, .гг.-. K^t-jpc^ -V.CT-. , 'vx

■у.-. Ьсдглорвлбй« Hw&Miawgçee рч:'-? v*

тгггя ?ч ??s.-„'ICîUï! ячеовтагт.;

i<&otv.> i pt^t до г:лс'г0?""-гс-*с ¿uli с sc?-'

.¿ляка тглиаавнпвм )швк«уиа. Re установлено связч кезиу &т?лй тяпвин з кэ7ям51-даб4 хоитродаруемкка Аясдпай" ток ' '

такг:г ргдачеярузт сямбятяо с яркость»; HBHZ, ко слябов. П^слэ «идерхха Н2й л акялчченксм сбгтояяча oro йезздюае вэспрс^згс-

чкл'ся.

, в.

отн. ед, 100-

8

50

7

о

р

5

10

15

20

25

и

?ис. 2. Гистерезис яркости НВКЛ цинкоксидякх фосфоров

-При медленном увеличения анодного напряжения БЛИ, а затем его уменьшении яркость и эффективность НВКЛ цинкоксидных фосфоров претерпевают гистерезис /рис. 2/. Пслояэния обоях максимумов /~8 а В/ не меняются, но амплитуда первого из них зависит ,от рэяима изменения .напряжения. Могййацпрсвате поверхности ИнСК'З.п. оксидом вольфрама скещает первый максимум на 1-2 'В вправо а сникает спад яркости после него.

: ! Проведена ГКО HrxG- ln. в атмосферах кислорода /до 30 мин, 50 Па/, и водорода /5-30 шн, 50-100 Па/. Первая из них привела .к катастрофическому падешш яркости КЕМ при сохранении фотолюминесценция, вторая позволила "повысить яркость.на 20-30 %. Изучено также модифицирование поверхности зёрен ZnC-2^ окси-^ дом Еольфьака," результаты приведены в таблице I. г.юяно ззклэ-гшть, что формирование поверхностной фазы через параволь-

ippíiM£7- s;»M0tíaa. с итследушдаГотжигом иаеет псеикушестЕО перед лйхедочзеким подмазыванием WO^, стгр.г лучаа проводить в атыос-¿!?рг, co+CíJg, существ,уьт оптимальнее' содержанье WOr, сбесгеча-газскеа узкедаальнуп яркость НЕК,1. Она равна • -24GQ кд/м^, когда jüCKiUM^op КС-505-2 коди&щируется 0,5 vaco. % W0?.

В пятой .-глав» 'осуждаются экспериментальное результаты,

ТййЛЕДЗ 1

iviwtsui зксйдок гельфроль не яркость и эшФбк-

тизчссть ШЛСГ Zr. С • • âi-v -Фосфсрог

AïHOCSïrTKi ЛТЖОСТЬ НВКЛ . КЦДг

отяг.га -----:-------------------------

К-56 КС-505-2 KC--5C5-S

Способ нанес?

п.? !-*ехгзг.

1 1 -V

0,2 химич.

0,2 ХИМИЧ.

0,5 мехая.

0,5 механ.

0,5 химич.

0,5 химич.

1.0 махая.

^. ' - :/:еха?.

хиккч.

хгьм:",.

гос-у:: 574

CC-rCCg 666

воздух 1369

С0+С02 1739

воздух 592

С0+С02 644

воздух 1480

С0+С02 1554

воздух 666

ССчСС-о 851

? >зду>- 999

СС-СОр 1221

xZl'u

I3ôo Ï776

2220 2220

2109 2198

- 1628

~ V 1906

1961 2035

2405 2146

1554 1850

1702 199Б

1591 1924

2405 196:

Зийективносга

MiOÎC-r ж/Бт

НБКХ

ûs3 W0- с WOv

О о

КС'—ni >Ь-л с, о-с ,Б 6.3-7 ,_£

' КС-505-3 4,6-5,3 5,1-5,7

опйоаннн& в главах о в 4, на их основе предложена качественная ¡*и^кко-хккйческая модель зерна цвнкоксадюго КВК-лшанофора. ., Описаны а обосновзны её отдельные сторона. Зонная энергстичвс-кая диаграмма приведена на рис. 3. .

Центрами сине-зелёной лммшесценппи являются ке-адоузельпые ! этот цинка в ином, отличном от случая доноров, окружении. ..Наряду с литературными данными это подтверждается поведением фото-лдшшеецгннии после отжигов б окислительно!*, я восстановительно!!

_______Ее

—" В?ггг5

I аГ- {505кч}

'Ж л*2,5 г:: ш .V 0,7ü г;ь

рас. 3. Зонная энергетическая диагр£У..\'.& зерна шгнкоксаг-ноге крлсталлофссйсра в условиях Ь® - уровень Ферм;:, -

дно зоны проводимости, 2у - потолок валентно;": зоны, ';: локальные уровни мелкого донора « глубокого акцептора, рьспль-вавшиеся у поверхности в подзоны. Стрзлкаггк показан^ переход:-:: I - изяучательная рекокблнааия, П - объёмное одксступенчэзсч; возбуждение, Ш и ту - поверхностное двухступенчатое возоу:&денхе..

атмосферах при 500-Ц00°С. Оригинальной обработкой литературных данных показано, что зкзргии образования обоих видов дефектов близка, но различаются вероятности образования, поэтому концентрация акцепторов /центров люминесценции/ всегда меньше.

^термодинамически неравновесной терне ZnO-Zrv у поверхности существует подзона мелких /^0,05 эБ/ доноров, сливающаяся с зоной проводимости и загибающая зоны вниз. Это подтверждается: режимом отжига при синтезе цинкоксидного фоейюра и расчётной концентрацией кеадоузельного цинка /5,5-10^-1,5-М" см~® при 900°С/, жёлто-коричневым оттенком порошков оксида цинка после обработки их в парах цинка при 900-1Ш0°С, приповерх-

i^Hü - спектре фстеаозй^ЙДвНИЯ. ПраЛ~ОЛйГ2ТЗ~ГГГ .. интенси^о» •ттотдоззк.-Гс" псд&рзсйсггг, La ¡¡¿«дух*

икгнсу riEpx, на ч£и -указывают гдгд^рофйзмчеспнв сзо9г.<ов9 т^г:от:-оь ::;;кко /пьз. уавлзч*»

;:э=Гг.КТр5::г;; свободных электронов на неалольдо "г.г-гл:;-ъ ?с.чтрсдроаодноить э вакуумя 0,01 тт». с?, г^ь^л:! У? = --.¿г.'. ь дьь ряз-": -

л. рлду с доггс-к:;:, .vso-crsysr и акц&аторяая /<^2,5 эВ/ иод. зона. Это подтверетзется: пропорциональное-":» ^ддсдти.дв*

чпъпо I. (>пях>гтот-;--:: бороиокиу до^л-ом

, равнин 2,5-2,8 В /имеет ¡¿есто двухступенчатое возбуждение валентного электрона в зону проводимостд через акцепторную подзону, максимальная энергия составляет 2-Ъ эЗ/, переходе« едно-зэлёной йотолмтнесценшш э зеленую при аз возбуждений склънопоглодэемым коротковолновым светом /фотон излучается при переходе з акцепторную подзону электрона со дна декорной подзону, расположенного ниже лна зонт; пробод8«остй.

£Г£ г ••. л'глсден;::; "Ь'.^з .'-¿условланс

= v: ' <-" :.. ''' \"j : сос; ::о:-.-'. прояв-

' " г .'•:■:-

: ' ' " ' - • ' •"- , - с / Н '.!, - ^ 00, --'5 S СЬ-

'■ . 7 /п. xsnccopo^pyer

-''•'.".:::•:'.;г о.О.ьр:, которое. оу.пучд слЬ'-гтроно-

r-.-v.:-. _ e« г.г.лом'л ельно зйрллсенпж слож, ооуслод-. ;.: >':/--¡рдду о ¿моийоляряоа днффузявй/ неравновесных

дырок вглубь зерна сквозь "мертв»?«" ело?., пркзодя к уввйкчйкиг

. .= г0 Л7ЧЙТЯЛ1: Н!Л«' КаНаЛ8К И . C-SiiÜOBi-

Hf:K\ Электронный пучок вызывает явление ЭСД и релаксацию, яркости HLKJ1, а также анодного тока. Это подтверждается: резким падением яркости НИИ при откачке ВЛЙ до 10"' мм рт. ст. и после включения ?ЛК с экраном на основе К-55, гистерезисе?/. яркости ШЗСЙ /в режиме роста возбуждающего напряжения за -кичусу В1чдер«ка ЭСД успевает пройти, а в реякиа его спада зэ'ро ~х врет хемосорбшя полностью не протекает, и яркость оказывается уеныае/, литературными оцешсоь'Д контактной разности потенциалов /1,8-Ь,9 В/, соответствующими загибу зон вниз. Для оценки порога ЭСД привлечена модель Менпвлз-томера-гчдхвда, ' согласно которой он равен Е,{- где Е^- энергия иони- '

г-

—~ _ i Zno-Zf;

О 3 е 12 15 18- 21 Qi В

Рис. 4. Оценка степени хеуосорбции доноркых газов люминесцентным слоем ШИ.

■ задан адсорбироваккоЁ чхагшхх, Ej.- энергия её связи с поверхностью /1-2 э5/, s г5 - работа выхода электрона из гкС-/4,5-5,4 эВ/. В итоге получается около 6-7 .?В.

Для полуколичественной опенки степени едсоросии предложено выражение /\ - 1, где , - эффективность U3F2 s ряж:? роста и спада возбуждения соответственно при одном и том анодном напряжении. График этоё величины в зависимости с? еиог-ного-напряжения для 2пО-"2.л к Zn.O-"Zn , W0o приведён на pnc.i, он имеет резкий спад для ~2мС-2н. в районе Р Б. Неоолъаая невязка с расчётной оценкой обусловлена неучёток контактной разности потенциалов, загиб вниз слева объясняется тек, что к кашлу спада возбуждения хемосорбЕая успевает пройти.

ЕХО^, удаляя часть решёточного кислорода у поверхности, .увеличивает концентрацию кзгдоузельных атоков цинка, являющихся центрами адсорбции, тек семам увеличивая эффективность IffiKJi и значимо не влияя на сопротивление люминесцентного слоя. Проведена аналогия с тренировкой ЕЛИ в течение сотен часов, когда электронны!; пучок такжэ удаляет часть решёточного кислорода, поЕЮная яркость, но ПХО^г ш&ет преимущество в скорости.

_______13_____________________ _______ _______

'":сп^огряяа сцакка диффузионной длины дврся по Формуле ... которая при см2/с и = с сравнила с

"ззт>*г?р~ул так что дрейф дырок не может существенно кзме-

■птъ .«/ станяснасисе распределение. Показано, что использование величины . опрел елёнкс*1, по чинетэке послесвечения, язкор-•лктнс. каг. она представляет ссбс£ гр*мя жизни неравнорчс-дкрок относительно аалучательной рекоаокняции, а дшМузаон-яоз соотнесение требует подстановки времена *.изт»и отясситгльнс з о г :: гдлс^ сохошинащщ. которое немного меньше. Соответственно меньше а диффузионная длина.

Аномальный тип релаксации яркоста объяснён тем, что эдчкт-ронян? пучок очищает лишь йрентальнуп сторону люминесцентного \-тоя, а Лажшессирует весь слой, поэтому десорбировавнаеся частицу когут проникать в прокрутки между зёрнами л вновь -сорбироваться, способствуя повыпешш Яркости НВКД. Этот процесс зависит от многих случайных Факторов.

'/жхаччпт рассмотрено цревав^ееся в литературе понятий "".лзнкз" з отношений модафаиарувщего агента. /-оказано, что .«••ррзктяее говорить о кластерах, их агрегатах или острожовой ::лэ:?кз /о зэзйсямости от концентрация л г 2нга/. От:,:очако. что ^сдифшарултае агенты йо(Ь, V ^Су яхияятся дорско-

г-онннмй оксидами. чьи реш»тки несхо-*п'с решеткой оксада панка я м'.зю-? ^Ияклг кислорсда, а ь случае ЧОп - яай а .5олк«ив пустота. яалолт'ч.'Ч'.з ч т.эрйлропачной водсе, не удсляглцегся при нагревании. Таким образом, у поверхности создается положительно ез'ой. стойнг* к электронно?, бс.^зеддрогке, хотя я , чем х-змосссбирогантше чистясь'. Интерпретированы с- этих поз и пай литературные данные "сб адсорбционной способности "2пО подвергнутого силикатному ходзйглированюо. 7мейьа*илэ саодз прл рзлаксациа гркостя оОЬ" • те?-, ЯС,- лох-..:/.т с сисСо:,г!сй г/ч-

г^^лгуто -"о :о:'онч^гце

яла ляочлй проч><?кан!4-1 чмо^гого токг : '/стон /.олчр^олия о-слсал.;1-и гг. толоГ.О уь-. :;г'ся,:&?,! т;г'-?з-,:о к рос »ом сомро-мьъчнмя .--танойора.; одаямалтлгзя кокцяа~' траоя /о,оз тасс. 'V диштароеэпа ее.!ре?;'.ьлег:азм поссаяз -

роейора.

Для , |,тед:;ф:ил'.ооьакното Ю»э нзбяаязе^ся

гистерезис яркости НьНД, '-"о пгоъий.,т-«:стг^ь на 1-2 3 .

з сторону больших напряжений, а после него практически отсутствуй? cats /рис. 2/. Зто объяснено потерями энергии бомбарда-р>2Ш2 эл&к'ронов ка преодоление агрегатов кластеров или-ост-zsbsoíoI плёнки VJ Огч, котоше такае уменьшают интенсивность

О л

nspsoro ísascEísyisa. 5СД происходит с уменьшившейся свободной поззрхкос-:-?. оксида цинка, положительно заряженный слой у поверхности состевляат иоеы /ввиду дефицита кислорода/ я хексссс-йлрованная воаз в пустотах решётки VOg, защищенная e¡u от эсд. Поэтому степень адсорбции для гпО- 2»г , WOq, оцененная кз • рас. 4, нозелика я не так резко падает с анодным напряжением. Оптимальная концентрация WOr, /-0,5 касс. %/ яиь-атировака потерями энерпгд бомбардирующих электронов.

Обоснована методика контроля качества цанвоксидкых НЕХ-ло-минофороз по их спектрам фотовоабуждения. Чеу. сильное г. Условиях ВДИ зоны загнуты вниз /ввиду состояния поверхности/, те.у слабее они на воздухе загнуты вверх, тем слабее днрки при íctc-.возбугденга вытягиваются к поверхности, тем кеньге npar.oFepx-косткые потери, тем сильнее ведущий максиму:/ сведён в сторону больших с-Кйргий. Указано на возможность использования РРЛ:; для тах зез цэльй. Отрицательная корреляция .чеаду её интенсивностью 'л яркость» HBKJI для ¿ьО-гп. объяснена взаи^:\дг отелем двух процессов: познаением эффективности НШ прд чгибе „о,: вниз s fzyjmemsu щг втек адсорбционных свойств г. >.!ург:чости, так как донимается локальный уровень энергии чдеорблровгнного радикала относительно уровня-Фсруд у поверхности.

5 Предактса шестой гдааи «вкяатсл твердые растворы в системе 2^0 - ЫоО. Отмечено, что з единичных работах описано их использование. з качесуве пробных НЕК-ламинофороз, но недостаточная яркость /б 4-5 раз. меньшая по сравнению с исходным ?пО-1п./ аз позволяет использовать их для технических целей. .'• , ..Обнйрузено, чтр образование твёрдых растворов начинается прд■ 5С0°С и связано с односторонней дчафузией в зерно гно» пра БТ02Л снижается концентрация мбадоузаяышх атомов щша у псо&р::пастй, ягашдяхея ■ центрами адсорбции и обусловливавших ггсакшзрхностное поглощение света. Соответственно ухудшаются одсорбплонн::^' свойства поверхности, что согласно модели глава 5 •.■>{';s,iomer. п£цоис8НЕ$ арности НШ при сохраняющееся фотояшинео-ц^нцаа; а -гзкнз снижаются приповерхностные потери з спектре $0то.аоабузд.ошш,;,^ьбл1 .2/, Установлено, что при ЦОО°С в

-_______ _____ - ■ Таблша 2

Оптяко-лигсЕНвссентные свойства твёсдкх састзсров Z^-0 - MqQ.

о

иол. % {¿^0 Интеле. ФЯ, Í Яркость НВКД, кд/м^ Потеря, Г

0 100 2120 100

1 10С 1610 100 100 96G 66

о 92 680 Г7

7 20 " 640 6

аз 560 з

растворяется до 10 мол. f McjO /гомогенность не достигается/. Д~мах скещается с 505 до 480 ни /чисто синее свечение/. Электропроводность твёрдых растворов остаётся достаточной для отвода заряда с экрана.

Предложена способы обработки поверхности для улучшения ее Едсс'гсикскних свойств повышения яркости KLKE.

1. Лодтьер^дзна nmowss^o ток, что центрами сине-зеленой .-;.г.скг!5снбиша сксзда икяк& является междоузельние атохк цинка.

посксвзнс c.vaec?Boj?SHHt; в приповерхностнкх слоях зёрен шшх-сксидтшх tbocibopOB докорно? и акцепторной подзон, обусловливающих особенности спектров фото-, к катоговозбуященпл.

2. Обнаружена и теоретически объяснена корреляция между положением длинноволнового максимум спе.ктре Фотовозбуждения цинкоксидных фосфоров /появляющегося вследствие приповерхностных потерь/ и яркостью их 11ВКЛ. На её о.снов& разработана методика контроля качества цинкоксидных НВК-лшинофиров, которая внедрена в производство ЗЛУ..

3. Показано, что эффект РРЛ может быть использован для аттестации полупроводниковых НВК-люминофоров.

4. Обнаружено явление гистерезиса яркости НВКД цинкоксидных фосфоров при замерах в режимах увеличения и уменьшения анодного напряжения. Тем самым подтверждено предположение о протекании

в индикаторе электронно-стимулированной десорбция электронодо-

IG

норных молекул /h2, Н20, СО, СН^/, которые, будучи хемосорбкро-ваньт люминесцентным слоем из остаточной атмосферы, оказывают положительное влияние /по полевому механизму/ на выход КЗКЛ. Порог десорбции для оксида цинка составляет 6-7 эБ.

5. достигнуто повышение яркости КБКД шнкокскдных фосфоров на 20—30 % при их плазьгохимической обработке в атмосфере водорода. Получено положительное решение по заявке на изобретение.

6. достигнуто двукратное /до 8 лк/Вт/ повышение средней эффективности НВКЛ динкоксвдных ФосФоров при химическом модифицировании их поверхности оксидом вольфрама.

7. Установлена принадлежность кодифицирующих авэктов к классу широкозонных оксидов с дефицитом кислорода иДли пустотами в кристаллической решётке. Предложен и обоснован полевой механизм их действия, связанный с дефектами ¡: оашиьённыш от электронной оомбврдировки влектрокодонорныма частицами. '

S. Установлено, что причиной понижения яркости КЗКЛ самоактивированного оксида цинка при растворении в нём оксида магккя является ухудшение абсорбционных свойств поверхности.

Список раоот ira теме диссертации

I. дмитриенко А.О., Шмаков С.Л., Букесов O.A. Сизическая модель цинкоксидного кристадлоФосфора, возбуждаемого медленная электронами fi 6 Всес. совещ. "Физика, химия и технология люминофоров". Ставрополь, 11-13.окт. 1989. Тез. докл. Ч. I. - Ставрополь, 1989. - С. ÎJ7.

2; Модель цинкоксидного кристаллофосфора, возбуждаемого медленными, электронами / Лмитриенко А.О., Шмаков С.л., Букесоь С.А. и др.; Ред. Журн. прикл. спектроск. АН БССР. - Минск, 1990. -Деп. в ВИНИТИ 24.05.90, » 2852-В90.

3. Синтез, оптические свойства а низковольтная катодолюминес-ценция твёрдых растворов 2n,j_xMQx0 / Дмитриенко А.О., ILvskob

С.Л.* Букесов С.А., Горяинова // Журн. неорган, химии. -1991. - Т. 36, J§ 2. - С. 480-484.

4. Шмэков С.Л., ¿митраддко А.О., Буков З.И. Низковольтная катодо z радикалорекомбваадаонная люминесценция цинкоксидного д цинккадмиЁсульфидного кристаллойюсфоров // Нзучнав разработки молодых учёных и специалистов. Тез. докл. 6¿науч. конф. • молодых учёных л специалистов. Ужгород, 10-17 июня .1991. - Ужгород,

____________.........- í" - - -------------

----- ,, . ^

-icon с..i., Лаатризакй Й.О., Знаков С. Л. Зякгкй» СЭОАСТЧ н«когоонх ПОЛ^ПрОВОДНйКСЗНХ нунсталлсйос-

••;{ аязксполъгкцз катояолзвиннесцзгшиэ // йздчинв ~^¿aúa ík* аолоянх иченчх к сяеаяглас73S. Гзз. 5 начч.

. • ; '.пену; и спй'.;кглпс'?аа, Ь'чгсоод. ;0--17 '.¡'знд ,2Ы. ■ ¡Si. - Jó-Já. i, С.Л. Рас«»тнч5 cnr«u***q«4

•.•»i»» "" '// и гехняка полняровод-

-1-/.КОЕ, - IS31. - 25. Н S. - С. 109S-ÜÚ3.

\ .¡'«ятэяэнко Й.О., Шхакоэ С.Л, Оптико-ЛЕЗикесиенцгннг я з :ентрс!5иэячесйиа сзайства таерадх раотаороз в систем ZnO-// 1 3C3CQ23. C038ÍJ. по физ.-xini. анализу. Саратов, 17-сзкг. :ЗЭ1 : Тзэ. докл. - Саратов, 1991. - С. 125. i. '^dical-recosbination iuainesetjncfc as art effective -stьлd f.-r surface diagnostics of «oae rsth-x- ."•<••

riivhlds T^ioschcr^ f ÍÍKO Г••

' . ..■-■ 'j-'-.&ájv C.'U // SC'b7/; ■:! ■■ua^::--.;

': -г.а (*. о г Г- сз í^-i ■ i-i-;;'

■ o-isaes-, 123Í. - ¿-3.

..-Cí^ts-í у жтоездьткеа ^иягнп-пзс .¡зн-; ■■..-.:■.:■:■-■• z¿о": хо^сталлоеосйора / JaBrfss ¿Ьглтркм.-о

v.' , '-.íí.'vos С.П., -уллипч-зияо В,Л., эихаялоэ». 3. // . 1Н v V.;ra«. ¿гавкал*. - Hví, - Г. 17, á Is. - С. ¿374-

ljulJ.

«О. s--»»^ С.".. -hí;":;: á С, a-^:?;? cr.':?i:o?.-:«'=c;,¿ '

.. ; :'':::crr; ^jiish..:; áe.GKOJücnspch^x си^ьёы'иглоцззаия

// ипткка й спектрсскогшг. - 1992. - Т. ?Z, ¿i 2. -- С, 434-427.

г' ■