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

а о о я з ï

САРАТОВСКИЙ OPZEHA 7??Д)Б0Г0 КРАСНОГО ЗД1Ш&1 ^СЗХАКТГБЕНЕЫП УлЯЕЕРСНЕГ ЙЕНК Н.Г.ЧЕРКЬЗЕБСКОГО

Еа ггр-авлй р^лсглсл

2Ьакез СэргбЗ Дэзогэт

ссновч поноенйя зкекгуееостл

Ж^БОЯЬГНС" КАТОШ&ыШЕОЦЕНЩ-Я 1йНлСКСР11ШЫХ НШСТАЗКО-ЬООЭОРОЗ

02.00.04 - фязгчес^ая хниая

АВТОРЕФЕРАТ дпссертаява на согскзнвв учёзоЗ стггггнп яагкллв^а иианеекзх нэуг

Cnpsvo;,; ~ Кг2

Работа выполнена на кафедре неорганической хиюш Сара кого ордена Трудового Красного Знамени государственного ун еитета имени К.Г.Чернышевского.

Научный руководитель - кандидат химических наук доцен А.О.дмитрибНко.

Официальные оппоненты: лауреат Государственной премии доктор технических каук-профзссор В.П.Севостьянов;

кандидат химических наук, стар научный сотрудник Ю.В.Серяноз.

Ведущая организация - Московский химико-технологическ институт имени д.И.Мендадеева.

Защите состоится 23 сентября 1992 года в часов н заседании Специализированного совета Д 063.74.04 по хикяче наукам при Саратовском госуниверситете имени Н.Г.Чернышеве: /Саратов, ул. Астраханская, 83, I корпус, Нижняя аудитория,

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотек

Отзывы в двух экземплярах просим направлять по адресу 410026 Саратов, ул. Астраханская, 83,'НИИ химии СГУ.

Автореферат разослан ш.1 1992 г.

Учёный секретарь Специализированного совета, допоят О.Б.Федот*

ССИЙСКАЯ

ДАРСТВЕННАЯ 1БЛИ0ТЕКА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Появление и совершенствование нозкх гяпов активных индикаторных устройств отображения якформацаи, зизнческой основой которых является низковольтная катодолшивес-18НЦИЯ /НБКЯ/ полупроводниковых кристаллоФосйяров /табло индн-шдуальпого и коллективного пользования, работающие ара высокой ■ до 5-ГО* - внешней освещённости, высокоинформатившв панв-:а 2 экраны с болыпой скважностью управляющего сигнала и т.п./ •рвбузт дальнейшего увеличения эффективности и яркости НЕКЛ. [нзкая /10-100 эЗ/ энергия возбуздзнциг электронов г, соответственно, малая /~1 им/ глубина их проникновения в объём зерна ярэделяйт ряд специфических особенностей КВК-лшиксфоров, которые т?а«Солае полно реализуется в полупроводниковом оксиде цинка, одэржпщем сверхстехиометрическиЯ цинк - Z»\C-Ztv. рядом отз-ест?,9кккх и зарубежных исследователей было показано, что дрл азрзботкэ высокоэффективных полупроводниковых КБК-ламино£ороз сновноЗ задачей является на по^ск новых составов ыатрицн фос-ора ала легирование объёма его зоряа. а формирование оптшадь-ой структуры граничных слоев, а которых протекают важнейшая лзктрооптачэс1И9 .процессы. В чзстяостд, за последяяэ двадцать зт на бнло разработано ни одного принципиально нового со сос-аву матрацы НВК-люкгнофора, а эффективность имеющихся за то за .-. рекя была-повшена н несколько раз. 3 осоЪенноста это отно-йтся к "2^0 • In.-фосфору, эффективность которого за счёт хшж-аского 1лолй'1.глзровгнЕя поверхности и приповерхнсстпого легяро-эння у-тлии^гсь с 2-3 до 7-8 лч/Вт, а абсолютная яркозть - с 20-700 /прокстленкая марка K-5S/ до БС0-15С0 /КС-5С5-2/ ж 500-2000 /КС-505-3/ кд/м*" прз энергия возбузгдавдаг электронов 3 зВ.

Сйадувт екй'ткть, что ссясййз jouex в разработка эффва-шных "SnC-i'ft *^К)сфоров сБлзай Ъ ^Йарпчесговги асслвдованшш Jxerapoa-T^jö&äbroB а часто сопровождался неоправданна бсдьшЕа ¡тратами труда; Дальнейшее кардинальное повышение 8ф$октя2Ноь-i НВКЯ возможно лапа на осяозанзй лолноЯ ¿аззчвсяой хартий» !К с а но ixi этего Э'Мгктаs так я медали з'эрйа irJ0 • 2г. -т>ос4срз. " юлздкий является хорейкм катализатор; *здсс.рбзктом а oii-адавг мяалькой особенности» лёгкого £ормирЬ1МкЙ а длитзлъного ссх- • нзнля без ломпвнсгзхий сбсггшённьсс приповерхяоетйст слова, з

кояорда колот быть создана концентрация электронов до ю13см~^ Поэтому задача дальнейшего совершенствования цинкоксадного КБ:", люминофора по своей сути есть задача физико-химическая, тргбуо щая как всестороннего исследования состояния граничного слоя зерна фосфора, так и процессов, протекающих ка границе "фосйор-остаточная атмосфера дисплея".

Цель работы состоит в построении качественной физнко-химЯ' ческой модели зерна цинкоксидкого кристаллофосфора, возбуждаемого мздлспннми электронами, и выявлении с её помощью резервов позизеназ эффективности НВКЛ. Научная нсбизнэ: Елервые

I/ обнаружена линейная корреляция мегглу однгм из параметров спог-тра фотовозбуждения ¿пС =п_ и яркостью его НВКЛ;

2/ исследована радикалорекскбйнащюнная люминесценция водорода /РРЛд/ цинкохсидкых НВК-люминогороз;

3/ обнаружен гистерезис яркости НБКЕ на спектрах её возСухх.{ яия, показана его адсорйщонная природа;

4/ установлено, что плазмохимаческая обработка в етшсшере водорода /ПХОц/ повышает яркость НВКЛ циякоксидных тессоров;

5/ построена качественная модель зерна цинкоксадного ЙЬК-лкжкофора, объясняющая все известные к настоящему времени экспериментальные результаты;

6/ показаго, чго снижение афрективности НВКЛ при образована твёрдых растворов з систекг 2п.С - ыдс ол^с^сл^тсл их адсорбционными свойствами.

; Практическая значимость. Посредство-; ПХ0Ч сила повышена яркость НВКЛ цинкоксидкого фосйора на 20-20 % и посредством ш-дифицированяя поверхности оксидом вольфрама - в 2-2,5 раза по сравягнзэ с лучшими проныплентьи марками, средняя светоотдача доведена до 8 дг/Бт пра рабочих напрягекиях ВЛИ. Разработана и внедрена в производство ВЛИ методика контроля качества цлнкок-сидных ЕБК-лакянсйоров яа спектра:,! их йотогоэбуждения, не требу ющел изготовления- контрольных Ешшкятороь. Намечены способы доработки .синего КЕК-лзаинофсра оксидного типа до уровня ирсииа лешшх стандартов. Основной результат диссертации - модель зев аа' 2n.0-2.rv.- позволяет целенаправленно вести помехе;; новых подо фдкеторов аг,о поверхности,

Н^ь'о'днкп полевения, выносимые пз гашдту;

I. Оснсвяш способом- повыгекая эффективности Я5ЕЕ является

озданпе i; обеспечение устойчивости электрических полей припо-lepxKocTHHx положительных зарядов, облегчаюишх мигрзхшз дырок квозь "мёртвый" слой зерна лзлиинсфора. Поля, создаваемые еьгосорбировэнкыки аг остаточной атмосферы ВЛИ доноркыми части-:аьси, неустойчивы вследствие электронно-стимулированной десорб-

/ЗСд/, поэтому предпочтение следует. отдавать йизико-хиьшче-коку кодифицированию поверхности.

2. При функционировании ЕЛ' может происходить не только ЭСа поверхности люминесцентного слоя, но и реадсорбция вблизи

беднённой стороны контактов зёрен, что объясняет разнообразие ипов релаксации яркости КВКЛ после включения ВЛИ.

3. веется корреляция мекду яркость» НВКЛ и положением длин-оволнового максимума в спектре Фотозозбундения, а также иктек-пвностьз ?FJi-j. Оба метода предложено использовать для гттес-ации НЬК-лымакогсрсз на оснсзв оксида цинка вместо трудоёмхо-о изготовлен;;.5, опытных Б.";,'.

4. Твердив растворы э системе "Zr.C - I/.cjO после наддехапеН ораоотки обнаруживают все свойства КБК-лшиноФоров с синим зетом свечения /"Х.^..^ = 470-480 hi.'/.

апрсозшя сзоогц. Основные результаты работы докладывались a У1 Всесоюзном совещании "физика, химия и технология juiv.hho-орсв" /Ставрополь, II—13 октября IP8? г./, У1 научной кон-.герен-'л'л молодых учёных и специалистов /Ужгород, 10-17 иьня 1991 г./, I1 Всесоюзном совещании по тизико-химкческому анализу /Саратов, 7-19 сентября 1991 г./, 1У Ьвропеьской конференции по применена анализа поверхностей и границ раздела /Будапешт, Венгрия, 4-18 октября 1991 г./. По теме диссертации опубликовано о гатей и 5 тезисов докладов, получено положительное решение то зявке на изобретение.

Структура работы, диссертация состоит из введения, шести лав, заключения с выводами и списка цитируемой литературы /145 ^именований/. В приложение включена методика контроля качест-з цинкоксидных КВК-люминофоров. . .

!

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность выбранной теш !ссертации, сформулирована цель, перечислены положения, вкпо-шые на защиту.

е* и

Первая глазе содержит обзор литературы по теме диссертации. Она состоит из трёх разделов. В первой из них охарокте-резовякы структурные, энергетические, электрофизические, люминесцентные и адсорбционные свойства оксида цинка. Во втором разделе описаны исследования в области НВКй к перечислены её. "основные закономерности. Третий раздел посвящен рассмотрению КВК-. люминофоров ка основе самоакткБпрованного оксида цинка и попыток их модифицирования. Выделены вопросы, оставшиеся неразрешёнными, противоречия и неубедительные моменты. Сйормулированы задачи исследования.

Во второй главе описаны объекты изучения, методы их физико-химического модифицирования, методика исследования оптико-лши-несценткых и электрофизических характеристик/ методика изучения ЯВКЕ.

В третьей главе приведены результаты исследования оптико-люминесцентных и электрофизических характеристик НБК-лкминофсров на осноев ¿п. . Обнаружено, что при уменьшении длины волны

возбуждающего света сине-зелёная люминесценция сменяется зелёной. Установлено, что спектр фотовозбуждения состоит из од-

ной полосы, искажённой приповерхностными потерями до появления ложных максимумов и минимума. ' Положение длинноволнового /ведущего/ максимума определяется с хорошей точностью /0,003 эВ/ и связано с относительной величиной приповерхностных потерь: чем иеныпе эти потери, тем больше сдвинут ведущие максимум в коротковолновую область. На примере 30 промышленных партий и 30 опытных образцов шнкоксидных КВК-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 Фотовозбуждения и яркостью НВКП /рис. I/. Подушно уравнение регрессии:

* В (к^/и2)=. 28520 ( Е (эВ) - 3,189). Предложено, использовать эту зависимость для контроля качества пинкоксидных НВК-люминофоров.

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

3, ;сд/;-г"" ссоз

25С0

1 _

üi

гссо ■

Ь-;СЗ ■

L.

г eco ■

■;С0 ■

3.7

<3,

О С.Р^о

''О

■ТО I

peo

oi

0

!

1

o

o

3.22

-r-í-

?:ic. I, Коррвляазя меяд? селогеказм as.^acro ¡'сксгмзна зпчэтра бетезозбулделдя ;; яркостью КБКЛ яри анодном нзпряденал 25 Б цдкхокедднкх фосфоров, I - нзакоз качество, П - среднее, ül - 31> с око 8.

¡шздполо-хено, что РРЛу кояет быть использована для контроля .ta- •, 480tss полудроводниковк: Н^К-л2!й1яо<&}?ов. Ьэ спектрн СССТЛ'7 аз o,c;:oíí полосы, сменённой на 5-20 ни в сторону меньг-дх дааи волн относательнс спектра ÍJI.

Измерена температурная ::аь;:сл:-,~сть сопротивления сороков оксида пзака, лзгисогэшш медью л езерхетзхЕСкегр.чч?схай сип-ком» Установлено, что ях проводигаегь опрзделяетзя'барьерам "з грзяйсдх зареп.

Иссдатотваняя ЕВКЯ онколеадша. кргсталлс^ссфоров cootj?-2S=7 предмет чгтуёгяс^|ггдады, Пед?г>ерз58йя {'«бладаваиеся pajm? два. типа релаксапяа лряозтл НЬКЛ посла гкл«зчекзя ..^ичкатсра: слад до Л0СТ0ЯЧ20Г0 знзчдн.ч г. рост до -постояч'того значения с гс?~ ^oshsm прохсядвваеи |?г£нвдуна. Р.а установлзно евлэи уваду езага •íiumícj я асг-ымн-дабч контроларуекв/а feiíropaw. Аясдяай ток ' таете рзлзчеяр^ет сямбзкто с яркость» КБМ~, но елнбез. Итслэ ЙЫДЭрЗЕР ЕЛИ в ВШСЛфгеПЯПМ сос-гояйял его псээ.яошгз зоспроа^й..-дится.

а

.Яра иодленном увеличения анодного напряжения ЕДИ, а .■затем его унзяьЕаная яркость и эффективность 1ШКЛ цкнкоксидкых Фосфоров претерпевают гистерезис /рис. 2/. Псложзт-ля оооях ь:аксику-ь;ов /~8 и -"РО В/ не меняются, но амплитуда первого из них зависит от резиыа изменения .напряжения, ¡гогафшпрегэние поверхности "2кОоксидоы вольфрама смещезт перхай максимум на 1-2 В вправо и снижает спад яркости после него.

Проведена ГКО б атмосферах кислорода /до 30 :лин,

50 Па/ а водорода /5-30 млн, 50-100 Из/. Первая из кях привела к катастрофической падениз яркости КВКД при сохранении фотолю-улчесценцпи, вторая позволила "повкелть яркость на 20-30 %. йзучвцо" также кодифицирование поверхности зёрен "НпО-^п. окса-'док вольфьа1,:а. Результаты приведены в таблице I. Молено ззклв-.чятьЛчто формирование поверхностной фазы через параволь-

9Р®1£Г аьялойкя. с последуадш отжатом имеет преимущество перед аижоначзеккм подкези^ниеи Уг'О,,, от.^иг лучше проводить з атыос-С0+(75о,;сусзствуьт оптимальное'содерзэклв обесгечи-

с./'-сч «аксльзяьнуз яркость Н£ГЛ. Ска равна ! ~24С0 нд/м-, когда

.1ГС-505-2 кодифицируется 0,5 масс. £ . ' ' В глтой.гл&Рд"обсуждаются экспериментальное результата,

Та&гпгш "

ЛЛНЯНИС: K02J".6Z3íp03r;H2S ОКСЙДОК 30ЛЬ27раЫ8 КЗ ЯрКОСТЪ a D&SrK-тиежсть HL?:1; ZnC- 2|-г -йосогарох;

WOo г с о. /■• спссои какесе ная ".t'-.oci; 2ü.9 ст~йгй Яркость KBKJI, fjx/'ít"

K-5S КС-505-2 кс-£:5-з

. /j кехан. роздух 574 1270 кг:

г/ехан. СО+С'Оо 665 1353 Г7-7S

о хнмпч. Е02дух 135? 2220 222С

химич. C0-i-C0o 17 39 2103 2193

С. 5 uaj.cr.. воздух 592 - IS28

Í;, 5 мехгн. со+со2 644 - 1905

0,5 хкмич. воздух 1480 I9SI 2035

" » —' хп:/ич. со+со9 1554 2405 2146

1,0 механ. воздух 666 1554 1850 '

1,0 :.53хан. СО+СОо 851 1702 1903

1,0 хкмкч. 999 I5SI 1924

1,-С химнч. Cl'+COq 1221 2405 1951

SáíBKTHEHocia НБГЛ

LIj* ::нотор ^______f^I_____'

0s3 W 0-, с WOo

К—О'З I, ,3-1,6 С ' А 1 О ,t ^

KC-Ó05-Í ^ 1 ,5-3,8 6,3-7,£

К0-5С5-3 4, ,6-5,3 5,1-5,7

писанные в главах 3 а 4, ка их основе предложена качественная изико-хик;зческзя модель зерна цинкоксид;ного КБК-лккннофорз. , niicQiíL' и обоснованы её отдельные стороны. Зонная энергьтичвс-эя диаграмма приведена на рис. з.

Центрами снне-?елёной лмг\кнесцени::н ярлялтся кет^оузелы'ыз го"ы цинка в ином, стлпчяог/. от случая доноров, окружении. lía— :лу с лптерчтурчши дант.-vu ото по.:твертлязтся поведение» £*>то-лмнесц'ншш после отт.лгсв б (•кйслг.тзльноК л восст&нобцтсдь'-'о;':

¡и

IV

.та

Г*}

5?

x 5е (50£кы)

"Ш Л'2,3 Н л' 0,7« 2.

Вис. 3. Зонная энергетическая диаграмма ььрна цднкокегд-кэго кристаллофосйсра ь условиях ЕУГ. Вт; - уровень 5..- -

дно гоны прогодвкосгй, Еу - погслок Вг-ленткоГ. ;-.она, й '¿*ч -локальные уровни мелкого донора и глубокого акцептора, распль-вашиеся у поверхности з подзоны. Стрелками показаны переходы: I - кзлучателъкая рекомбинация, П - объёмное одноступенчатое вогбу^денае, Ш и 17 - поверхностное двухступенчатое возбугленпг.

атмосферах при 500-1Ю0°С. Оригинальной ябработкоС литературных данных показано, что энергии образования обоих видов дефектов близки, ко разлачаются вероятности образования, поэтому концентрация акцепторов /центров люминесценции/ всегда меньше.

Ц термодинамически неравновесном'терне 2*\0-2п. у поверхности существует подзона мелких /~0,С5 эВ/ доноров, сливающаяся с зоной проводимости и загибающая зоны вниз. Это подтверждается: режимом отжига при синтезе .цинкоксидного фоейюра и расчётной концентрацией междоузельного цинка /5,5-10^-1,5-Ю см-^ при 900°С/, кёлто-коричневым оттенком пооошков оксида цинка после обработки их в парах цинка при 900-1&00°С, приповерх-

■-гопткыта лотерямл з спектре фсговозбу.-згекия, предзолаггозймг ;к?енсивное поглощение света вблизи поверхности. На гоздуха :емосорбция кислорода слугнт изгибу зон ззерх, на чтоуказывают »лектрэйязическве сго?стза гсрошкоэ оксида цднка /при узелзчг-еш: расчётной концентрации свободных электронов на несколько ;ор.-гкоБ электропроводность з вакууме 0.01 мм рт. ст. зозыхсется е Солее чем в два раза/.

Наряду с донорной, существует а акцепторная /<^2,5 эВ/ под-ока. Это подтвзргглается: пропоглаональностьо кояцентрзцдЗ до-ороз и акцепторов, сравнением их боровскпх радиусов, порогом зтсдовосбугленая, равным 2,5-2,8 В /имеет место дзухступекча-53 возбуждение валентного электрона в зону проводикостз чзрэз сцепторнуэ подзону, максимальная энергия составляет 2:5 зВ/, «входом сине-зелёной Фотолюминесценция в зелёную при з§ воз-'^денип сильнопоглодоемым коротковолновым сзетсм /фотон иглу-ется при переходе в акцепторную подзону электрона со дна до-рной подзоны, расположенного же дна зоны проводимости, поэму его знергк? мекьа.8, a сллькое поглощение света обусловлено реходэь'?. кеяду максг::.'умами плотностей состояний зон/, проявки ем эг^екта Фотоэлектрической поляризации, описанного в лп-:етусе.

3 .условиях ЕДЛ /~80 £ ~3 % Н20, '-7 % СО, -/5 % СН,

: КГ* мм рт. ст./ поверхность зёрен 2иС-1п. хегяэсорбяруст

>в2кные газы остаточной ьтмосслеры, :-соторые, будучи электроио-

•орнымк, покрывают её поло.тштзльно заряженным слоем, ебуслов-

яициа дрейф /наряду с змбиполярной дпффузиоа/ неравновесных

ок вглубь зерна сквозь "мёртвый" слой, приводя к увеличению

оятнэсти рекомбинации по излучательным каналам к, слздозг.-.

ьно, яркости НЬКЛ. Электронный пучок вызывает яэдениа ЭСД п

эксапию яркости НВЮ1, а такяе анодного тока. Это подтверя-

-7

гея: резким падением яркости НЬКЛ при откачке ЕЛИ до 10 мм ст. и после включения ЕЛК с экраном на основе K-5S, гкетерв->м яркости НРКЛ /в режиме роста возбуждающего напряжения за ■ту видертски ЭСД успевает пройти, а в режима его спада зо/^о ремя хемосорбция полностью не протекает, а яркость окэзнва-

меньше/, литературным» оценками контактной разности потен-ов /1,8-Ь,9 В/, соответствующими загибу зон вниз. Для ки порога ЭСД привлечена модель Менпвла-гомера-годхеда, : чено которой он равен Е,{- где Е^- энергия кони-'

гпо-зп,«'^ \

1М ^ .

Рис. л. Оценка стелет хеуоес.гйхшк лоиоьиых газоь ла/гнес центнш: слое:,! ВПК.

задов ьдсорбирэь£л-:нз£ 1ц,- &нзргд£ я* с-гя;;: с

костью /1-2 эЗ/, 2? - работь выхода элеятрсиь и: I.-.• /4,5-5,4 гЪ/. 3 итоге получается оксл: С-7

Лля полуколичественко!; оие:с<г степей;: адсс-рсог прь^ло?.!;•:•> выражение 'Г /'\ - где , "п - гё>-]:екти5-ос~ъ КНКл г рсг.ггг:-роста к спада, всзб?х£еяи& соответственно пр.: одчок и аыодкоь' напряжешь. График этой величав*. г зыхсг.кос?: с? кого иапрях;еняг для ?пО-Ъг к гИлО-Ъ». .Жь. п;;;.ЬЕде;' кг. ггс.ч. он куеет резкий спад для в районе Г- Ь, Него.:кзд>: т-

вязке с расчётной оценкой обусловлена не^чёто:.- контактло:. косте потенциалов, загиб вниз слева объясняется тк«., чю к спада возбуждения хемосорбггхя г*гп2?ает пройти.

ЕХОр, удаляя часть рюйтсчного кислорода у поверхности, увеличивает концентрацию кьгдоузелькых атоу.ов цинка, гьля.«цихся центра!® адсорбции, тек саыал увеличивая эффективность НЕЮ! к значимо не влиял на сопротивление люминесцентного слой, проведена аналогия с тренировкой ВЛИ в течение сотен часов, когда электронный пучок тзкжэ удаляет часть решеточного кислорода, повкжэя яркость, но пхОц лк&з? прегл'уцестло в скорости.

Рлсег/ог^апз саеяка даоКузаонзсй длины дырск по гсрмула Г'р'е гкоторая пра са2/с и ^ - 10"^ с сравнагга с

розетт,! чеока, тяк что дре":Ь дь-роя из мс-гт существенно кзма-":гь ах •;тзц4скчо«се распределение. Показано, что использование ?ел::чл::ы , определённой :;о гсанесаке послесвечения, яекор-г.гчтко. тзч •-.из представляет ссбсЗ г.р^кя гшзпи нвравнонес-а .•'соаггльпс азлучательноЗ рахсу.-З/.я-эцаи, а дж№узион-сзтгчсзояие тсасу?т подстановка зремзна .чазг'?. относительно > - ^ :•; типов речсу.бкнзсяи, которое на:лного уеныве. Споте^тст-:.,:;ч'о -/.еплзе дпосузаснпая длкиэ.

.-/•■""'зл"куЯ тип с'глаксзшш яркоссз объяснён тем, что элчкт-дуче:-: очазйбт лазь среятадьиуэ сторону льминесагнтного « г.:у;-?г?с1::::г-'гт взсь слой, поэтому десорбвровавааесл ::шг •■::";;т г.со.чакать г- прскезутяа кезду зёст'пма я зяоаь ;:й«о-- рс.,!Г':а:ьсл, слоссостзуя аевкааю-я гег:сс?й МЫС", "тс? пс«-:-.;с зависит от акогах случайных такторов.

??атач?ска рассмотрено ¡гра„Дллеэся з ллтзрлтурз понятна пленка" в отяодзнга глодабицаруащего агента. Доказано, что . "рректнее говорить о кластерах, кх агрегатах или эстровдзвой ззнке /э за?йся.чостл от конпентрасаи агента/. Отмочено. что-здийицару^ге агенты /ЗеО^.^'О-с, ;ао0->,"'/2С5/ ял-чютоя алроко-жзпзма окекдаьш, чья реа^тка несхохд'с ресетко;' охсада ианча а .

деканат кислорода, а в случае \ч/ 03 - ещё а больаше пусто- •. I, зыоелнвдтав адсорбированной водой, не удолявщех'оя пса наг-•ванаа. Такзм образом, у поверхности создается положительно фягеннкй слой, стойкий я электронно:! бО^СЗрДарОЕКЙ, хотя п гз8 эййектазнкй, чем хгкоссрбарованннз частхцн.

Иятерг/ретаровакн с этих лозйндй лдтерзтурнче данные"об ад-рблаокноЗ способности гпО- , подвергнутого сяликэтнону даЯалироваяпю. Уменьга«шл<з саадз- пр.: рэлаксваяа лрксста оОт— кеио тем. что ЗОЛ прелехо!лт с мгньзе;. сасболгсз пгл'врггостц сада гшяа. £|даикут«э г.р*дпалэ*гекяз, уз?лаче!:ае з начала протекаем ."«одного том с \.:сгсн содержания 0о 7словле:ю не только увьлпченн°м кзлМЮТо? ^тмпта яо??.ьагз— ■ э, чо л ростом ссарэлцления .-.илингегтлра,. Сй-амальчая кояпаз-зи''я Л.Оо «асе. :</ сси^'-'ь'т.-лйчл'?« "отслг.:-, ■

Для "2-,.С- , '„мо.ч::.5йнаооБанпогс С-,

I з

!тзрезас оркоага Съ.-^. т"; пердш; сквозя на "!; .

з сторону больших напряжений,'а после него практически отсут-ссзузт csí,;-; /рис. 2/. 3ío объяснено потерями энергии бомбардя-pysüzz з,~а:;а'роноз на преодоление агрегатов кластеров или ост-ро2:;о£ой плёнки vJ Од, которые такие уменьшают интенсивность парного шхсшлумэ. ЗСД происходит с уменьшившейся свободной Ео-зерхнос'д оксида цинка, положительно заряженный слой у позера нссти составляют ионы W + /ввиду дефицита кислорода/ л xewoccf бированкая веда в пустотах решётки V03, защищенная ею от ЭСд. Поэтому степень адсорбции для "2« О- íw , WoQ, оцененная на рис. 4, незалика л ::а так резко падает с анодным напряжением. Оптимальная концентрация WOg /-0,5 масс. %,/ лимитирована потерям;: экерг.'лл бомбардирующих электронов.

Обоснована методика контроля качества цлкыоксидных НБК-.С/.-мпнофоров по их спектрам Фотовозбуждения. Чем сильнее в условиях ЕЛИ зоны загнуты вниз /ееиду состояния поверхности/, тем слабзе они на воздухе загнуты вверх, тем слабее дырки ери Фото-возбужденак вытягиваются к. поверхности, тек меньше-приповерхностные потери, тем сильнее ведущий максимум с:.-:ещён з сторону больших экзргай. Указано на возможность использования РРДр дш тех se цедьй. Отрицательная корреляция между её интенсивность;! д яркостью НВКЛ для ¿ьО-Цп. объяснена взаимодействием двух прс цаееоз: погашением эффективности НВКД при r/.5t» -он вниз и ухудаендеи пр." этем адсорбционных свойств поверхности, так как понижается локальный уровень энергии адсорбированного радикала относительно .уровня.Ферми у поверхности.

s Предмзтса шесток главы являются твёрдые растворы в систем: 1л-0 - MoOl- Отмечено, что в единичных работах описано их использование в качестве пробных НЬК-люминогооров, но недостаточная яркость /в 4-5 раз. меньшая по сравнению с исходным 2пО не'позволяет использовать их для технических целей. ..'.'.. '..Обнаруженоу чтд образование твёрдых растворов начинается пря 500°С к связано с одаосэдрокней. дяафузкзй в зерно ¿ко •пра sfoif снижается концентрация междоузэлышх атомов цинка у .поверхности, являющихся■центрами адсорбции и обусловливающих пршоверхкистяовi поглощение света.- Соответственно ухудшаются' гнеорбциояки'свойства поверхности, что согласно модели главу . ^-'íMOHíre/f пс?ихеягэ яркости ПЕКЛ при сохраняющейся Фотсльминес цекцш;, a rasáe снижаются приповерхностные потери з спектре ■'отоБоабуядэния ,/табя; ,2/.-' Установлено, что при П00°С в Z-n.

Таблица 2

Эптико-люминесцентные свойства твёрдых растзоров О - М^О.

Мол. % М^О йнтвнс. ФЛ, £ Яркость НЗКЛ, кд/м2 Потеря, %

0 • 100 2120' 100

1 100 1610 ТОО 3 100 -960 - 66 5 92 680 17 7 90 640 6

10 83 560 3

эастворяется до 10 мол. % /гомогенность не достигается/. \5ах смещается с 505 до 480 нм /чисто синее свечение/. Элект-юпроводность твёрдых растворов остаётся достаточной для отвода ¡аряда с экрана.

Предложены способы обработки поверхности для улучшения её щсорбционных свойств л повышения яркости НЕКЛ.

ВЫВОДЫ

1. Подтверждена гипотеза- о том, что центрами сине-зелёной .-аминесценции оксида цинка является меядоузвльние атомы цинка, боснозано существование в приповерхностных слоях зёрен шшк-ксидних Яюсфоров донорнор и акцепторной подзон, обусловливавши особенности спектров йото-. и катодсвозбуждения.

2. Обнаружена и теоретически, объяснена корреляция метау оложением длинноволнового максимума в. спектре сЬотовозбуждения инкоксидных фосфоров /появляющегося вследствие приповерхностных отерь/ и яркостью их НЗКЛ. Ка её основа разработана методика онтроля качества цинкоксиднкх НВК-люминофоров, которая внедрена

производство ВИ1. . .

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

4.' Обнаружено язление гистерезиса яркости НВКЛ цинхоксидных эсфоров при замерах в режимах увеличения и уменьшения анодного

апряжения. Тем самым подтверчщено предположение о протекания индикаторе электронно-стимулированной десорбция электронодо-

норных молекул /Ь0, К20, СО, СН^/, которые, будучи хемосорбирс— ваны лжикесцеяткым слое« из остаточной атмосферы, оказывай: положительное влияние /по полевому механизму/ кз выход HBrL". Порог десорбции для оксида цинка составляет 6-7

5. достигнуто повышение яркости НЬКЛ пинкокекднкх фосфоров на 20-30 % при их плазмохимической оорзботке в атмосфере водорода. Получено положительное решение по гаявке на изобретение.

6. достигнуто двукратное /до S ж/Вт/ повышение средней эффективности НВКЛ шшкоксидных фосфоров при химическом модифицировании их поверхности оксидом вольфрама.

7. Установлена принадлежность кодифициру^аю: авантоь к классу широкозонных оксидов с дефицитом кислорода и/или пустотами в кристаллической решётке. Предложен и обоснозак пел ело!: механизм их действия, связанны!! с дефектами г оа-ди1«екнкт.;с о: электронной бомбардировки влектронодокорнымд частицам*-. >

8. Установлено, что причине!: понижения яркости HBKI самоактивированного оксида цинка при растворении в нем оксида магния является ухудшение адсорбционных свойств поверхность.

Список работ но теме диссертации

I. ¿¿митрденко A.C., Лмаков С.Л., Букееов С.А. есздческая модель цинкоксидного кристаллотосФора, возбуждаемого медленный-: электронами // 6 Есес. совез:. "Физика, химия и технологов нофоров". Ставрополь, 11-13 окт. I98S. Тез. докл. Ч. I. - Ставрополь, 1989. - С. 157.

2: Модель цинкоксидного кристаллофосфора, возбуждаемого медленными электронами / Дмитриенко А.О., Шмаков СЛ., Букесов С.А. и др.; РеД. Журн. прикл. спектроск. АН БССР. - Минск, I9S0. -Деп. в ВИНИТИ 24.05.90, № 2852-В90.

3. Синтез, оптические свойства в низковольтная катодоликинес-ценция твёрдых растворов 2»vj_xMox0 / Дмитриенко А.О., ¡ькаков

С.Л. f Букесов С.А., Горяикова T.J". // 2урн. неорган, химии. -1991. - Т. 36, № 2. - С. 480-484.

4. Шмаков СЛ., Дштразлко А.О., Буков В.К. Низковольтная катодо и радикалорекомбинадионная люминесценция цинкоксидного и цинккадмиЁсульфидного крветадлойюсфоров /'/ Нэучннн разработки молодых учёных и специалистов. Тез. докл. б^кауч. конф.■ молодых учёных и специалистов. Ужгород, Ю-17 июня 1991. - Ужгород,

i j3i. - с. 53-54.

2, :;чк2соз С.A.. Дмитриенно A.D., Знаков С.Л. Влияние

"нтй.ств позерхностн некоторых полдпроводниксзнх кристаляофсс-

'52003 Hfl '.VA КЯЗКСЭОЛЬГНУЗ К й Т О Д О Л 2 M H H ff С П 8 Н Ц И 3 // НауЧКЫЗ

разработка молодая ученнх и спзцзаяастсз. Тез. дззм. 3 науч. ■;i:."?. :ю.'олнх пченах и спгцизлнсТоз, Нягзрод. 10-17 иамя lS9i, - йгзрся, 1331. - С. 55-55.

j, С.Л. Расчетные аспект» сп?ахвз2фш эаряэоннзх

слоев па »^нанесценции // Физика к техника полуяроэоя-

тчков. - 1=31. - 1. 25. Я 5. - С. 1033-1103.

7. 'питсианко й.О.. Знаков С.Л. Оятихо-лазииосцеицтн^е » елеятроэизичосяие сзойстза тэердвх растворов в системе Znö--'■fqO // -I йсзсесз. ссвез. по ^иэ.-хп^, анализу. Саратов, 17--1Ü с Г:! т. i е S i : Тез. докл. - Саратоз, 1331, - С. 125.

. • aülcal-recosbination itnrlnescsncs аз зп effect!«-? ietîiod fer a tir f аса diagnostics of saae loa-voitaae cathodi r-ü» o--rid9 ana sulphide phosphors / Diitrienko Й.О., Sriicov :i.I., ihsafcov S.L., Bukesov S.S. // ÎCASIâ 31 (4th ¿<:mp. Com'. 5a iipoi. of Surface an- interface 3nal.). 14-13 Oct. 1331. distracts. - Budapest, 1331. - P. 273.

j. иатлчэсклэ свойства и низковольтная катсдолааянесцзн-;ил i;:::i:;osc:-i;HQra кристаллсаосфора / ЗЬакоз С.Л., Духтряенкэ 5.3., Зохзссв С.й., Зилипчакио 3,5., Михайлова 3. 3. // Пэг. hi СССР. Ззоргаа. натзриал&. - i99l. - Г. 27, ?! 12. - С. 2574-■2573.

10. ^'чсз С.Л., Яиьтриекнэ 3.0. Простаз стгтнстячэска.? х-лс-ль дл^чзнсго отрагэяия ззлкодислзрсязх сильяовсгло^агаях. cpc-Ksg // Оаткка и спсктросхапйй. - 1392. - Т. 72, Я 2. -

С, 454-457.

Сотсхзтслъ: (^(¿iiüOi/'