Исследование люминесцентных свойств SrTiO3:Pr3+,Al при фото- и электровозбуждении тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

На правах рукописи

Бондаренко Евгений Алексеевич

ИССЛЕДОВАНИЕ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ СВОЙСТВ SrTЮ3:Pr3+, А1 ПРИ ФОТО- И ЭЛЕКТРОВОЗБУЖДЕНИИ

Специальность 01.04.07 - «физика конденсированного состояния»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Ставрополь - 2004

Работа выполнена на кафедре электроники и микроэлектроники Министерства образования и науки РФ федерального агентства по образованию Государственного образовательною учреждения высшею профессионального образования СевероКавказского государственного технического университета (СевКавГТУ).

Научным руководитель:

Научный консультант

доктор технических наук, профессор

Каргин Николай Иванович

кандидат физико-математических наук, доцент

Михнев Леонид Васильевич

Официальные оппонсшы:

доктор физико-математических наук. профессор

Кузнецов Владимир Владимирович

кандидат фишко-математических наук. доцент

Куликова Ольга Игоревна

Ведущая организация:

Министерство образования и науки РФ федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования Кабардино-Балкарский ордена дружбы народов государственный университет им. Х.М. Бербскова (КБГУ), г. Нальчик

Зашита состоится «29 _» октября в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 212.245.06 при Северо-Кавказском государственном техническом университете: 355029. г. Ставрополь, пр. Кулакова 2. зат заседаний.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Северо-Кавказского государственного технического университета.

Автореферат разослан « 28 » сснтября 2004 г.

Ученый секретарь совета Д 212.245.06. кандидат физико-математических наук

HaaцB.II.

Актуальность темы. Исследование электролюминесценции материалов на основе БгТЮзРг3*, AI является одним из перспективных направлений физики конденсированного состояния. Это актуально как с научной точки зрения, так и в связи с широкими возможностями практического применения этих материалов.

Практический интерес к электролюминесценции материалов на основе БгТЮз^г3*, AI обусловлен перспективами применения их в средствах отображения информации, благодаря высокой стабильности яркости по сравнению с цинксульфидными электролюминофорами.

Научный интерес к материалам на основе 5гТЮз:Рг3*, А1 связан с тем, что введение примесей (празеодима и алюминия), приводит к появлению у этого кристаллофосфора уникальных физических свойств. Это говорит об актуальности задачи по выяснению роли вводимых примесей в возникновении люминесценции. Однако исследование электролюминесцентных свойств не дает полного понимания роли примесей в механизмах люминесценции. В этом случае особую услугу оказывают методы исследования фотолюминесцентных свойств, которые позволяют выявить центры свечения, механизмы возбуждения люминесценции. Анализ фотоэлектрических свойств позволяет установить влияние вводимых примесей на рекомбинационные процессы, которые, как известно, играют важную роль в возникновении люминесценции. Все это указывает на необходимость комплексного подхода к исследованию люминесцентных и фотоэлектрических свойств 5гТЮз:Рг3*,А1.

Тематика данной диссертации соответствует перечню приоритетных направлений фундаментальных исследований утвержденных президиумом РАН (раздел 1.2 - "Физика конденсированных сред", подраздел 1.2.8. - "Полупроводники и полупроводниковые структуры").

Работа является частью комплексных исследований, проводимых на кафедре ЭМН СевКавГТУ по небюджетным НИР - Технология получения и исследование электрофизических свойств 5гТЮз:Рг3*,А1, код по ГРНТИ 53.41.00.

Цель работы. Целью диссертационной работы является установление механизмов и фундаментальных закономерностей ¿шектро- и Фотолюминесценции кристаллофосфора 5гТЮз:Рг3*, А1.

РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ ММ ПОТЕКА

с< о»

* ^^^^ „

а

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- разработать единый автоматизированный комплекс для исследования люминесцентных и фотоэлектрических свойств широкозонных материалов;

- исследовать характеристики центров свечения и процессы, приводящих к возбуждению люминесценции ( фото- и электроаозбуждение) и фотопроводимости БгТЮз-РгМ!;

- исследовать волны яркости электролюминесценции

- изучить влияния А1 на люминесцентные свойства БгТЮз.Рг3*, А1 при фото- и электровозбуждении.

Научная новизна:

- Впервые установлено, что участие в люминесценции ЗгТЮз'Рг3*, А1 принимают два типа центров свечения, один из которых возбуждается при фундаментальном поглощении излучения, другой в результате непосредственного поглощения излучения ионами Рг3* (реализуются переходы 41-электронов иона Рг3* из основного 3Н4 в возбужденные состояния

- Методом исследования характеристик фото-ЭДС в системе БпОг-поликристаллическйй обнаружен запирающий барьерный слой между электродом и образцом;

- Показано, что введение А1 в ЭгТЮИРг3* приводит к смещению максимума в спектре фотопроводимости в длинноволновую область, что обусловлено образованием локализованных состояний у дна зоны проводимости;

- Обнаружена электролюминесценция у поликристаллического БгТЮЬ.Рг'А! при возбуждении переменным и постоянным полем.

Практическая значимость:

- Электролюминесцентный материал БгТЮЗРг3*, А1 обладает координатами цветности близкими к рекомендуемым для красной компоненты полноцветных экранов, кроме того менее подвержен деградационным процессам, чем наиболее эффективные цинксульфидные люминофоры. Все это указывает на перспективность использования его в качестве активного слоя пленочных и порошковых электролюминесцентных структур;

- Разработаны методики для исследования фотоэлектрических свойств , » * ♦««. | *

широкозт)нны)?Дат^риало8,

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Фотовозбуждение внутрицентровой люминесценции БгТЮз.Рг3*, А1 осуществляется в двух неперекрывающихся областях. В области 440-500 нм наблюдаются полосы примесного поглощения с максимумами на длинах волн 450,475 и 490 нм, которым соответствуют переходы внутренних 4(-электронов иона Рг3*: 3Н( -» 3Р1+Чб, 3Ш -»• 3Ро и 3Н4 ->■ 3Рг. В области до 400 нм фотовозбуждение связано с фундаментальным поглощением БгТЮзРг3*, А1.

2. Спектры фотолюминесценции 8гТЮз:Рг3*, А1 при возбуждении в область фундаментального поглощения и в область поглощения иона Рг3* неодинаковы. Различны и зависимости интенсивности люминесценции от концентрации вводимого А1 при возбуждении в эти области. Это указывает на наличие двух типов центров свечения, ядром которых является ион Рг3+, располагающийся в решетке кристаллофосфора в двух неэквивалентных позициях.

3. Яркость внутрицентровой люминесценции 8гТЮз'.Рг3*, А1 при электровозбуждении переменным полем и фотовозбуждении в область фундаментального поглощения возрастает с увеличением количества вводимого А1 до 25 моль %, что связано с увеличением концентрации ассоциированных центров свечения Рг3*(5г2*) - А13*("ПА*)

4. При электровозбуждении носители заряда, передающие энергию центрам свечения, появляются преимущественно за счет эмиссии из контактов электролюминесцентной ячейки. При этом возбуждение центров люминесценции осуществляется в результате неупругого удара, ускоренных в приповерхностном барьерном слое электронов.

Апробация работы. Результаты работы были представлены: на V и VI региональной научно-технической конференции «Вузовская наука - Северо-Кавказскому региону» (Ставрополь 2002); на второй межрегиональной конференции «Студенческая наука - экономике России» (Ставрополь, 2001); на всероссийской научно - практической конференции «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии» (Кисловодск, 2001); на международной научной конференции «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии» (Кисловодск, 2002,2003);

Публикации. Результаты исследований опубликованы в 16-и работах, в том числе в 12-и тезисах докладов и 4-х статьях.

Личный вклад автора: Автором выполнены все измерения люминесцентных (фото- и электровозбуждение) и фотоэлектрических характеристик, проведена обработка экспериментальных результатов средствами вычислительной техники. Также автор участвовал в обсуждении результатов эксперимента и подготовке научных публикаций для печати.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, методической части, обсуждения полученных результатов, выводов и списка использованных литературных источников. Работа изложена на 134-х страницах, содержит 47 рисунков и 3 таблицы. Библиографический список состоит из 115 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы диссертации, определены цели и задачи исследования, показана научная новизна и практическая значимость работы, сформулированы основные результаты и положения, выносимые на защиту, приведены сведения об апробации результатов работы, публикациях, личном вкладе автора, структуре и объеме диссертации.

В первой главе проведен анализ литературных данных по теме диссертации. Показано, что использование редкоземельных элементов (РЗЭ) в качестве активатора кристаллофосфоров позволяют создавать необходимую цветовую гамму для нужд новейших направлений современной твердотельной электроники, основанных на преобразовании различных видов энергии. Описана кристаллическая структура ЭгТЮз. Приведены результаты исследования фото- и катодолюминесценции 5гТЮз:Рг3*, М Показано, что введение AI в 5гТЮз:Рг3" приводит к значительному усилению интенсивности люминесценции при фото-, электро- и катодном возбуждении. Обсуждаются процессы, приводящие к электролюминесценции широкозонных материалов.

Вторая глава содержит описание комплекса для исследования люминесцентных и фотоэлектрических свойств широкозонных полупроводниковых и диэлектрических материалов.

На рис. 1 показана схема комплекса предназначенного для исследования люминесцентных и фотоэлектрических свойств широкозонных материалов.

свойств широкозонных материалов: Ф1 - источник излучения; Ф2, Ф8 - конденсоры; ФЗ -фильтр; Ф4 - монохроматор; Ф51 обтюратор; Ф6 - фотоэлемент; Ф7 - селективные усилители; Щ - щель; Э1 - генератор переменного напряжения; 32 - источник постоянного напряжения; ЭЗ, 34, 36, 39, 310, 311 - тумблеры; 35 - магазин сопротивлений; 37, 38 - разъемы для подключения структуры; 312 - исследуемая структура; Т1 - криостат; Т2 - призма криостата; ТЗ

- нагревательный элемент; Т4, Т6 - термопары; Т5 - блок термостабилизации; С1 - обтюратор; С2 - оптопара; СЗ - блок управления частотой вращения обтюратора; Р1 и РЗ - конденсоры; Р2

- фильтр; Р4 - ФЭУ; Р5 - магазин сопротивлений; Р6 - монохроматор; Р7 - селективные усилители; Р8 - осциллограф; Р9 - измеритель малых сигналов; Р10 - усилитель постоянного напряжения; Я1 - фотометрическая головка; Я2 - блок питания, регистрации и управления яркомером; ЯЗ - АЦП яркомера; 01 - АЦП; 02 - коммутационное устройство; 03 - ЭВМ.

Основные системы комплекса обозначены на рисунке различными заглавными буквами. Система фотовозбуждения (обозначена буквой Ф), позволяет использовать возбуждающее излучение в диапазоне от 220 нм до 2 мкм, а также проводить измерения люминесцентных и фотоэлектрических свойств при возбуждении как интегральным, так и монохроматическим потоком излучения. Система электровозбуждения (обозначена буквой Э) позволяет проводить возбуждение люминесценции как переменными напряжениями синусоидальной и прямоугольной формы, так и постоянным напряжением. Система синхронизации и прерывания потока (обозначена буквой С) позволяет проводить исследование временных характеристик изучаемых эффектов, а также повысить чувствительность измерений благодаря использованию модуляционных методик. Система регистрации (обозначена буквой Р) преобразует энергию квантов измеряемых потоков излучения в электрический сигнал, производит необходимое усиление электрического сигнала для записи системой обработки сигнала (обозначена буквой 0). Составной частью системы регистрации является система измерения яркостных характеристик люминесценции (обозначена буквой Я). Система термостабилизации (обозначена буквой Т) позволяет проводить изучение влияния температурного фактора на исследуемые эффекты. Для исследования электролюминесцентных свойств используется ячейка типа "сэндвич" [1]. При изучении фотоэлектрических свойств образец помещается в ячейку поверхностного типа [1].

3 глава содержит описание полученных результатов и основных закономерностей, выявленных экспериментально при анализе спектров фотолюминесценции и фотовозбуждения.

На рис.2 представлены спектры фотовозбуждения образцов БгТЮзРг3*, А1 с концентрацией алюминия 0, 5, 10, и 25моль%, измеренные в полосе люминесценции 617нм. На.этом же рисунке представлен спектр диффузного отражения 8гТЮз:Рг3*, А1 (кривая 5), из которого, методом аппроксимации прямолинейных участков спектра диффузного отражения, оценена ширина запрещенной зоны кристаллофосфора 3,27эВ.

Из рис. 2 видно, что фотовозбуждение люминесценции осуществляется в двух неперекрывающихся областях. В области до 400 нм это фундаментальное поглощение энергии возбуждающего излучения. В области 440-500 нм в спектрах фотовозбуждения наблюдаются полосы с максимумами при 450, 476 и 490нм, которые связаны с примесным поглощением ионами Рг3+. Этим полосам соответствуют переходы 41-

электронов ионов Рг3* из основного 3Щ в возбужденные состояния 3Ро, 3Р1 и 3Рг. Относительная интенсивность и положение максимумов этих полос характерны для спектров поглощения иона Рг3* находящегося в кристаллическом поле твердого тела [2]. Сравнительно большое неоднородное уширение, с которым связано перекрытие полос примесного фотовозбуждения, по-видимому, возникает как вследствие расщепления 4f-подуровней иона Рг3+ под воздействием кристаллического поля решетки, так и вследствие возможно сильного электрон-фононного взаимодействия.

300 350 400 450 500 550 600

длина волны, нм.

Рисунок 2 - Спектры фотовозбуждения (в полосе люминесценции 617нм) кристаллофосфора ЭгТЮз Рг3*,А1, полученного при введении различных количеств А1: 1 - О моль %, 2 - 5 моль %, 3-10 моль %, 4-25 моль %, 5 - спектр отражения.

Спектр люминесценции (рисЗ, а), полученный при фотовозбуждении образцов SrTiCh Pr3+, AI в максимум примесного поглощения (полоса 450нм - переход3^ 3Рг), представляет собой суперпозицию элементарных полос, каждой из которых соответствует люминесцентный переход 4{-электрона в ионе Рг3+. Форма этого спектра не изменяется при возбуждении в полосы поглощения 476нм (переход 3Н4 -»3Р1), 490нм (3Н4 -+ 3Ро) и не зависит от концентрации вводимого

Информацию о вкладе отдельных полос (следовательно, и о люминесцентных переходах, реализующихся в ионе Рг3+) можно получить путем разложения спектра люминесценции на элементарные составляющие. Разложение спектра на гауссовы

составляющие выявило четыре элементарных полосы с максимумами на длинах волн 606нм,622нм,650нми657нм

606 им < 1 617 им

580 ЫЮ 620 640 ЫтО 680 <до «0 6Ю 6ТЧ Ш ГО

длина во1Ны им диввшы №1

а) 6)

Рисунок 3 - Форма спектров люминесценции образцов БгТЮз Рг3-;А1 при фотовозбуждении в максимум полосы поглощения иона Рг3* 450 нм - переход 3Н4 -»3Рг (а) и в область фундаментального поглощения Ав=365 нм (б).

Наиболее интенсивную полосу с максимумом 606 нм, по своему спектральному положению можно отнести к переходу 3Ро -» 3Нб. Полоса в области 622 нм по своим энергетическим характеристикам также соответствует переходу 3Ро -> 3Нб. Полосы с максимумами 650 и 657 нм являются суперпозицией полос связанных с переходами 3Ро—» 3Р2.

При возбуждении в область фундаментального поглощения наблюдается совершенно иной (по сравнению с примесным фотовозбуждением) спектр люминесценции (рис 3, б), максимум интенсивности которого приходится на длину волны 617нм.

Разложение этого спектра на гауссовы составляющие выявило семь элементарных полос с максимальными значениями интенсивности на длинах волн 606, 617 и 622 нм, 697 нм, 702 нм, 712 нм и 727. Этим полосам можно сопоставить следующие люминесцентные переходы 4(-электрона в ионе Рг3*: 3Р1+Чб-+ с максимумом 617 нм (не исключено также, что за эту полосу ответственен переход

максимумом 606 нм и 622 нм, ?р1+11ь —»3Р4 с максимумом 712 нм (за эту полосу может отвечать переход Юг —>■ 3Н5) 3Ро —»3Рз с максимумом 697 нм и 702 нм, 3Ро —»3Рд с максимумом 728 нм.

Как видно из полученных экспериментальных результатов, вклад переходов в спектры люминесценции, измеренные при возбуждении в область фундаментального и примесного поглощения различный. При возбуждении в область фундаментального поглощения в спектре люминесценции присутствует полоса с максимумом 617 нм (идентифицированная как переход а также наблюдается длинноволновая

полоса люминесценции с максимумом 712 нм (переходы3Ро —»3Рз, 3Ро -»Зр4 и 3Р1+11б —» Зр4). Эти полосы отсутствуют в спектре люминесценции при примесном фотовозбуждении. Причиной этому может служить различная вероятность внутренних 4т-переходов, которая зависит от локальной симметрии и силы кристаллического поля, в которое помещается редкоземельный ион в матрице. Исходя из этого, можно сказать, что за люминесценцию 5гТЮз:Рг3*, А1 ответственны два центра свечения, ядром которых является ион Рг3*, располагающийся в решетке кристаллофосфора в двух неэквивалентных позициях.

Ион Рг3* в титанате стронция преимущественно замещает ионы Эг2+ вследствие близости их ионных радиусов. В этом случае ближайшее анионное окружение редкоземельного иона (РЗИ) представляет собой 12 ионов О2-, расположенных в вершинах кубооктаэдра. Ион О2- второй в ряду электроотрицательности, поэтому можно полагать, что на РЗИ в титанате стронция действует достаточно сильное кристаллическое поле. На симметрию кристаллического поля может оказать влияние другая примесь. В нашем случае роль этой примеси выполняет алюминий. Ион А13+ в титанате стронция замещает ионы И4*, вследствие близости их ионных радиусов. Из-за противоположности знаков эффективного заряда между дефектами будет осуществляться электростатическое взаимодействие, которое приводит к образованию ассоциативного центра Кроме того, в результате

электростатического взаимодействия между дефектами

радиус которого меньше на 0,2 А радиуса иона Эг2*, может занимать нецентральные позиции в узле подрешетки стронция, что приведет к понижению его точечной симметрии и, как следствие, к частичному снятию запрета на переходы

максимумом 617 нги) -Po —> JF4 (с максимумом 712 нм), -Pi+'l —> -Fi (с f,iaiсимумог/ С97 нм и 702 нм) 3Ро —»3F< (с максимумом 728 нм)

Учитывая сказанное можно предположить, что с увеличением количеств вводимого алюминия концентрация ассоциированного центра (следовательно и интенсивность люминесценции при возбуждении в область Фундаментального поглощения^ дот на расти а концентрация центра Pr'*(Sr(следовательно интенсивность люминесценции при возбуждении в область примесного поглощения) уменьшаться

Действ дельно ш показзпи Наин исследования интенсивность люминесценции при возбуждении в область фундаг. ьнтгльиого поглощения возрастает с ростом концентрации вводимого AI до 25 моль °о При возбуждении в полосы примесного поглощения наблюдается тенденция к уменошению интенсивности люминесценции при возрастании t онаентрации AI

Исходя из этого люминесценцию с мзюшумом 617 нм (возбуждение в область фундаментального поглощения) интенсивность которой возрастает с увеличение" концентрации ееодимого алюминия моя но связать с ассоциированным центром Pr3*(Sr?*) - AP^Ti4*) а люминесценцию с максимумом 606 нм (примесное возбуждение в полосы иона Pr1 j с центром Pr5 (Sr2*)

О процессах передачи энергии центрам свечения ммно судить при совместном анализе сл°ктроа фотосозбуждения и токовой чувствительности (фотопроводимости) исследуемых структур

ha рис 4 показаны спектры фотопроводимости и фотовозбуждения образцов SrTi03Pr3-i' SrTiOa Pr3', AI

Как видно из рис 4 фотопроводимость нелегированного алюминием кристзллофосфора имеет два экстремальных значения при возбуждении квантами с энергией 3 71 эВ и 3 27 эВ Эти значения энергий совпадают с шириной энергетического зазора для прямозонных и непрямозонных переходов зона - зона, характерных для SrTiCh [3] Введение празеодима в SrTiOs не приводит к изменению формы спектра фотопроводимости Однако, как видно из рисунка, у образца SrTiCh Pr3*, AI, допированного 17 моль % AI, максимум фотогроводимости смещается на 0 05 эВ Можно предположить что в этом случае вследствие введения больших количеств AI образуются локализованные состояния у дна зоны проводимости, что приводит к смещению максимума токовой чувствительности на 0 05 эВ

2.4 2.7 2.9 3.2 3.6 4.1

эмер! ия квашон. ->13.

Рисунок 4 - Спектры возбуждения фотопроводимос1и, БгТЮз.Рг3* (кривая 1) и БгТЮз.Рг3*, А1 (кривая 2) и спектр фотовозбуждения 5гТЮз:Рг3*, А1 (кривая 3)

Из рис. 4 также видно, что при возбуждении в область фундаментального поглощения (более 2,95 эВ) наблюдается как эффект фотопроводимости так и люминесценция. Это указывает на то, что энергию центрам свечения передают фотовозбужденные носители заряда (токовый механизм передачи энергии). В тоже время полос фотопроводимости в области примесного фотовозбуждения зарегистрировано не было, что характерно для процессов, при которых энергия возбуждения поглощается непосредственно самими центрами свечения (в данном случае ионом Рг3+).

Для токового механизма передачи энергии характерно то, что в результате поглощения возбуждающего излучения образуются свободные электроны и дырки, которые, мигрируя по решетке, могут ионизовать центры свечения, а также вступать в рекомбинацию с ранее ионизованными центрами.

Для того чтобы один из несвязанных носителей мог эффективно захватываться центрами свечения, последние должны быть заряжены по отношению к окружающей решетке или в состав центра должны входить атомы, способные изменять свою валентность. Известно, что ион Рг3+ может переходить в состояние Рг4*. Исходя из этого,

можно предположить, что при захвате дырки ассоциированным центром Рг3*(Бг2*) -AI3+(Ti4+) происходит перезарядка иона Рг3+ в состояние Р& с последующим захватом электрона зоны проводимости. Выделяющаяся при таком процессе энергия переводит ион Рг3+ в возбужденное состояние. Переход ионов Рг3+ из возбужденного в основное состояние сопровождается излучением квантов света. На возможность осуществления подобного механизма указывалось в работе [4] при исследовании люминесцентных свойств БгАЬгО^Рг3*.

В четвертой главе проведено исследование люминесцентных свойств SrTiCh.Pr3""1", AI при электровозбуждении. Приведены результаты исследования зависимости спектра электролюминесценции от концентрации вводимого AI. Исследованы волны яркости при возбуждении напряжением синусоидальной формы и импульсном электровозбуждении. Проведен анализ процессов, приводящих к возбуждению электролюминесценции. Изучены характеристики временной стабильности электролюминесценции.

Форма спектра электролюминесценции БгТЮзРг3*, AI (как постоянной, так и переменной составляющей свечения) не зависит от концентрации вводимого AI и совпадает со спектром фотолюминесценции при возбуждении в фундаментальную область поглощения кристаллофосфора (рис.3,6), что свидетельствует о едином типе центров свечения, ответственных за люминесценцию при этих видах возбуждения. С увеличением количеств вводимого AI наблюдается возрастание яркости электролюминесценции (рис. 5). Наибольшей яркостью (30 кД/м2) обладает образец с содержанием AI25 моль %.

35 - ............. - — - -

30

5 25

^ 20 Л

8-ю

5 О

О 10 20 • 30" 40 концентрация А1, моль«,

Рисунок 5 - Зависимость яркости электролюминесценции 5гТЮз:Рг3*,А1 от концентрации вводимого А1 при возбуждении напряжением синусоидальной формы, амплитудное значение которого составляло 250 В, частота 10 кГц.

Кроме того, форма спектров электролюминесценции не зависит от частоты и величины возбуждающего напряжения, что свидетельствует в пользу внутрицентрового характера люминесценции 5гТЮз:Рг3*,А1. Возрастание частоты и величины возбуждающего напряжения приводит к росту интенсивности люминесценции.

На рис. 6 показана форма волн яркости электролюминесценции образцов 5гТЮз:Рг3*, Д с содержанием A110,15, 20 и 25 моль % при возбуждении напряжением синусоидальной формы с частотой 150 Гц и 2,5 кГц.

Как видно из рис. 6 при малой частоте возбуждения (150 Гц) у образца, в который вводилось 10 моль % ^ наблюдаются две волны яркости за период возбуждения, большой пик 1 и меньший 2. Максимумы этих пиков расположены вблизи момента замедления роста напряжения. А у образца с содержанием AI 25 моль % добавлялась третья волна яркости пик 3, которая возникала на переключении полярности возбуждающего напряжения. Следует отметить, что пик 3 возникал и на образце с содержанием A110 моль %, после длительной работы структуры (в течение 1Х2 часов).

С увеличением частоты возбуждающего напряжения наблюдалось перекрытие волн яркости, в результате которого возникала постоянная составляющая электролюминесценции.

Из рис. 6 видно, что с увеличением частоты возбуждения фаза пиков 1 и 2 меняется незначительно, в тоже время фаза пика 3 сильно зависит от частоты. Кроме того, вклад пика 3 в волны яркости возрастает с увеличением частоты возбуждающего напряжения. Это указывает на различный характер процессов, участвующих в формировании пиков 1 (2) и 3.

Объяснить возникновение пика 3 можно, если предположить, что в процессе его формирования участвует механизм термополевой ионизации электронных ловушек и уровней захвата [5], сущность которого заключается в ионизации центра, облегченной наложенным электрическим полем. Электронными ловушками и уровнями захвата в нашем случае могут быть локализованные состояния, наличие которых показано по результатам исследования влияния А1 на фотопроводимость 8гТЮз:Рг3*,А1. При этом концентрация электронных ловушек в образце с содержанием А110 моль %, меньше чем в образце с содержанием А! 25 моль %. Величина электрического поля, облегчающего ионизацию ловушек, зависит не только от внешнего поля, прикладываемого к электролюминесцентной структуре, но и от внутреннего поляризационного поля, образованного электронами и дырками, захваченными на локализованные состояния. При малых частотах возбуждения пик 3 наблюдается в момент переключения полярности напряжения, следовательно, ионизация ловушек происходит под действием внутреннего поляризационного поля. Поэтому у образцов с малой концентрацией локализованных состояний (образец с содержанием А1 10 моль %), при частоте возбуждения 150 Гц пик 3 возникает по прошествии длительного времени (1*2 часа), необходимого для накопления в объеме структуры электронов, концентрация которых определяет величину поляризационного поля. У образцов с большим количеством электронных ловушек пик 3 возникает практически сразу после включения возбуждающего напряжения. При более высоких частотах возбуждения (2,5 кГц) величина электрического поля, облегчающего процесс ионизации электронных ловушек, увеличивается в результате совпадения по направлению внешнего поля, прикладываемого к электролюминесцентной структуре, с внутренним поляризационным, вследствие чего вклад пика 3 в волны яркости увеличивается.

Что касается пиков 1 и 2, то причину их возникновения можно выяснить, применяя метод исследования волн яркости с изоляцией одного из электродов. Исследование

этим методом проводилось для образца вгТЮз Рг3^,А1 с содержанием Л! 10 моль Результаты исследования волн яркости представлены на рис.7.

В ячейке с изолированным электродом наблюдается одна волна яркости за период рис. 7,а. В ячейке без изоляции рис 7, б наблюдаются две волны, вторая волна является результатом регистрации рассеянного излучения из приконтактной области, удаленной от ФЭУ. Такое поведение волн яркости характерно для структур с запирающими барьерами типа Шоттки, включенных навстречу друг другу. Инжектированные при отрицательной полярности возбуждающего напряжения электроны ускоряются до необходимых энергий в области поля высокой напряженности такого барьера и возбуждают центры свечения. При смене полярности работает противоположный барьер. Таким образом, можно сделать вывод о том, что носители заряда,

возбуждающие центры свечения, в БгТЮз Рг3*,А1 появляются преимущественно за счет эмиссии из контактов электролюминесцентной ячейки

На рисунке 8 показана форма волн яркости электролюминесценции при возбуждении однополярными импульсами.

т э

т э

40( 1

а) /V

1 Л1 I 2 | /\ ! (V

2' б)

-в г /V /V

Рисунок 8 - Форма волн яркости при возбуждении электролюминесценции импульсами отрицательной полярности, амплитудное значение напряжения которых составляло 400 В, длительность 1 мс и период повторения 2 мс (а - при наблюдение со стороны электрода, на который подан отрицательный потенциал, б - наблюдение со стороны другого электрода)

При подаче импульсов отрицательной полярности за период возбуждения наблюдаются две волны яркости рис. 8, постоянной составляющей электролюминесценции не обнаружено. При этом сб стороны электрода, на который подается отрицательный потенциал, возникает большой пик яркости (1) при включении напряжения и меньший (2) при выключении. Со стороны другого электрода большой пик яркости (2') возникает при выключении возбуждающего напряжения и меньший пик (1) при включении

Для понимания природы пиков яркости, возникающих при включении и выключении напряжения, следует учесть, что электролюминесцентный конденсатор (ЭЛК) является электрически гетерогенной системой (ЭЛК можно представить в виде совокупности емкостей и сопротивлений) и всегда в какой-то мере дифференцирует приложенный к нему импульс напряжения. В предельном случае может получиться, что на кристаллик действуют два коротких импульса противоположной полярности, соответствующие переднему и заднему фронтам импульса внешнего напряжения. Исходя из этого, можно сказать, что при подаче отрицательного потенциала на один из электродов из него происходит инжекция электронов в приконтактную область образца. При выключении внешнего поля идет инжекция электронов из другого электрода в его приконтактную область.

Электроны, инжектированные из электродов, ускоряются в поле и могут ионизовать (возбудить) центры свечения (или сенсибилизации), а также решетку основания, результатом чего является образование несвязанных носителей заряда. Возникающие при этом дырки захватываются центрами свечения (или сенсибилизации), а электроны движутся к противоположному концу кристаллика, где происходит их рекомбинация с центрами свечения (или сенсибилизации) ионизованными в предшествующий полупериод напряжения.

Применительно к нашему случаю реализуется преимущественно ударный механизм возбуждения центров люминесценции, так как волну яркости на приближенном к фотоприемнику электроде, при участии в возбуждении рекомбинационных процессов следует ожидать при выключении отрицательного потенциала напряжения, когда электроны возвращаются в область возбуждения к ионизованным центрам свечения [6] Хотя не исключено, что некоторая часть энергии возбуждения передается за счет рекомбинации на центрах свечения.

О наличии приконтактного барьерного слоя, в котором происходит ускорение электронов, возбуждающих центры свечения, можно судить по эффекту фото-ЭДС, регистрируя временные характеристики и область ее спектральной чувствительности.

Спектр фото - ЭДС в системе БпОг - ЗгТЮзРг3*, Л! - БпОг указывает на поглощение излучения основой кристаллофосфора рис. 9. При этом наибольшая фоточувствительность реализуется при поглощении по механизму прямого перехода зона - зона (Ед = 3.7 эВ), характерного для $гТЮз [3]. При динамическом

фотовозбуждении присутствует только быстрая компонента фото-ЭДС (на вставке рис 9), связанная с разделением фотовозбужденных носителей в поле барьера Таким образом, экспериментально показано, что в приповерхностной слое кристаллофосфора БгТЮз Рг3-, AI существует запирающая барьерная область

§

08

ОБ

0,4

02

3,7 эВ

Л . г 1 / / ^Ч. ~ 1

1 / / XV 1 / / 2 / ~ 1

— -- / / I

3 02

3 26

3 54 3 88

энергия квантов эВ

Рисунок 9 - Спектры возбуждения фото - ЭДС (кривая 1) и поглощения (кривая 2) кристаллофосфора БгТЮз Рг3*,А1 На вставке показана ступенька импульса возбуждающего излучения (полихроматический поток излучения от ксеноновой лампы ДКСШ-300 с использованием фильтра УФС-1) и форма фотоотклика

Основной проблемой наиболее эффективных люминофоров, особенно это касается порошковых материалов, является их временная нестабильность за счет различного рода деградационных процессов, которые развиваются на поверхности зерен и приводят в процессе работы электролюминесцентных устройств к значительной потере их яркости Поэтому было интересно сравнить поведение временной стабильности БгТ|Оз Рг3*,А1 с наиболее благоприятным в этом отношении ZnS Mn Си электролюминофором, который как известно обладает таким же внутрицентровым механизмом свечения

На рис 10 приведены кривые спада яркости электролюминесценции ЭгТЮз Рг3*,А1, ZnS Mn Си, ZnS Си AI, полученные при одинаковых условиях проведения эксперимента Более выраженный спад яркости цинксульфидных электролюминофоров обусловлен наличием второй фазы (или ее следами) которая катализирует

деградационные процессы при наложении электрического поля, в то время как для S1TЮ3 Pr3+AI подобные процессы не развиваются или во всяком случае заканчиваются гораздо раньше

10 -■

0 I I- I I I I I I I I I I I I I I I I I

0 40 80 120 160

время, мим

Рисунок 10-Характеристики временной стабильности электролюминесценции 1-БгТЮз Рг3* А1, г-гпБ Мп Си, З-гпБ Си А1 (условия возбуждения -и=200В, МОООГц)

В ходе проведения исследования по влиянию концентрации вводимого ^ на электролюминесценцию БгТЮз Рг3*,А1 было обнаружено, что при введении 20 моль % ^ и более БгТЮз Рг3-,А1 обладает электролюминесценцией в постоянном поле Форма спектра электролюминесценции не зависит от концентрации вводимого ^ и полностью совпадает с формой спектра при возбуждении переменным полем и при возбуждении в область фундаментального поглощения кристаллофосфора

Высокая временная стабильность электролюминесценции при

возбуждении постоянным и переменным полем указывает о перспективности использования его в качестве активного слоя электролюминесцентных структур практически не подвергающегося процессам старения

Основные результаты и выводы:

1 Проведено комплексное исследование люминесцентных (при фото- и электровозбуждении) и фотоэлектрических свойств кристаллофосфора БгТЮз Рг3*, А1

2 Показано, что фотовозбуждение люминесценции БгТЮз Рг3*, А! осуществляется в двух не герекрывающихся областях В области до 400 нм осуществляется токовый

механизм передачи энергии центрам свечения. В области 440-500 нм возбуждение внутрицентровой люминесценции происходит в результате непосредственного поглощения излучения ионом Рг3+.

3. Установлено, что участие в фотолюминесценции SrTiCfePr3*, AI принимают два типа центров свечения, один из которых возбуждается при фундаментальном поглощении излучения основой кристаллофосфора, другой при активаторном.

4. Показано, что носители заряда возбуждающие центры свечения БгТЮзРг3*, AI при электровозбуждении, появляются в результате внедрения из контактов электролюминесцентной ячейки. Установлено, что при электролюминесценции

реализуется преимущественно ударный механизм возбуждения центров

свечения.

5. Показано, что при электровозбуждении напряжением синусоидальной формы менее подвержен деградации, чем наиболее эффективные цинксульфидные электролюм инофоры.

6. Обнаружен эффект электролюминесценции SrTiC^Pr3* AI при возбуждении постоянным полем.

7. Разработан единый автоматизированный комплекс для исследования люминесцентных и фотоэлектрических свойств широкозонных материалов.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Воробьев В.И., Гусев А.С., Бондаренко Е.А., Шарыкин О.И. Проблема исследования свойств люминофоров и методы ее решения// Студенческая наука -экономике России: Материалы второй межрегиональной научной конференции. -Ставрополь, 2001.-С.18.

2. Каргин Н.И., Михнев Л.В., Бондаренко Е.А. Методика измерения спектров возбуждения фотопроводимости соединений на основе А2В6// "Вузовская наука-СевероКавказскому региону": Материалы 5 региональной научно-техническая.-Ставрополь, 2001.-c.10.

3. Каргин Н.И., Семикопенко В.П., Михнев Л.В., Воробьев В.И., Гусев А.С., Бондаренко Е.А. Методика измерения спектров возбуждения люминесцентных структур//Сб.науч.тр. СевКавГТУ Серия "Физико-химическая". - 2002. № 6. - С.63 - 66.

4. Каргин Н.И., Михнев Л.В., Гусев А.С., А.Ю. Немейаев, Е.А. Бондаренко, В.И.Воробьев Фотопроводимость в системе БпОг - поликристаллический люминофор -БпОг //Изв.выс.уч.зав. "Материалы электронной техники". - 2002. - №3. С. 38 - 41.

5. Синельников Б.М., Каргин Н.И., Михнев Л.В., Гусев А.С., Бондаренко Е.А. Новый электролюминофор SrTi03'.Pr3<\AI красного цвета свечения//Химия твёрдого тела

и современные микро- и нанотехнологии: Тез.докл. Международн.науч.конф.13 - 18 октября 2002г. - Кисловодск, 2002. - С.183.

6. Синельников Б.М., Каргин Н И., Михнев Л.В., Гусев А.С., Воробьев В.И., Бондаренко Е.А. Влияние концентрации AI на электролюминесценцию SrTiO3:Pr3+;AI// "Вузовская наука-Северо-Кавказскому региону": Материалы 6 региональной научно-техническая.-Ставрополь, 2002. - с. 10.

7. Синельников Б.М., Каргин Н.И., Михнев Л.В., Бондаренко Е.А. Исследование волн яркости БгТЮз:Рг3+,А1// Химия твёрдого тела и современные микро-и нанотехнологии: Тез.докл.Международн.научн. конф.13 - 18 октября 2002 -Кисловодск, 2002. - с. 168-169.

8. Синельников Б.М., Каргин Н.И., Михнев Л.В., Бондаренко Е.А, Воробьёв

B.И., Бублик Н.В., Демчук А.В., Михитарьян Б.В. Исследование спектральных и кинетических характеристик электролюминесценции 5гТЮз:Рг3*,А1 .//Вестник Сев.-Кав. гос. техн. университета. Серия "Физико-химическая". - 2003. - №1(7) - с. 13 -19.

9. Каргин Н.И., Михнев Л.В., Бондаренко ЕА. Фото-ЭДС в системе Sn02 -БгТЮз:Рг3*, AI - БпСЫ/Химия твёрдого тела и современные микро- и нанотехнологии: Тез. докл. Ill Международн.научн. конф.14 - 19 сентября 2003г. - Кисловодск, 2003. -

C. 188-189.

10. Синельников Б.М., Каргин Н.И., Михнев Л.В., Бондаренко ЕА, Воробьёв В.А., Кузнецов Ю.В., Гусев A.C., Тарала В.А Исследование люминесцентных свойств БгТЮз:Рг3*,А1 при фотовозбуждении//Вестник Сев.-Кав. гос. техн. университета. Серия "Физико-химическая". - 2004. - №1(8) - с.6 -15.

Литература

1. Каргин Н.И., Михнев Л.В., Гусев А.С., А.Ю. Немешаев, Е.А. Бондаренко, В.И.Воробьев Фотопроводимость в системе БпОг - поликристаллический люминофор -БпОг //Изв.выс.уч.зав. "Материалы электронной техники". - 2002. - №3. С. 38-41.

2. Каплянский А.А., Кулинкин А.Б., Куценко А.Б. и др. Оптические спектры трехзарядных редкоземельных ионов в поликристаллическом корунде//ФТТ. - 1998. -т.40. - №8. -С. 1442-1449.

3. К. van Benthem and С. Elsasser Bulk electronic structure of SrTiCb: Experiment and theory//! appl. phys. - 2001. - V.90. - №12. - p.6156-6164.

4. Родный П.А., Мишин A.H., Михрин СБ. и др. Температурное изменение интенсивностей полос излучения SrAli20i9:Pr//nncbMa в ЖТФ. - '2002. - т.28. - вып.23. -с.39-43.

5. Георгобиани А.Н., Пипинис ПА Туннельные явления в люминесценции полупроводников. - М.: Мир, 1994. - 224 с.

6. Верещагин И.К. Электролюминесценция кристаллов. - М.: Наука, 1974. -280 с.

Подписано в печать 24.09.04 г. Формат 60x84 1/16. Усл. п. л. - 1,5. . Уч.-изд. л. - 1,2.

Бумага офсетная. Печать офсетная. Заказ 149 Тираж 100 экз.

Северо-Кавказский государственный технический университет _355029, г. Ставрополь, пр. Кулакова, 2_

Издательство Северо-Кавказского государственного технического университета Отпечатано в типографии СевКавГТУ

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Люминесценция широкозонных соединений, активированных ионами РЗЭ.

1.1.1. Особенности люминесценции редкоземельных ионов.

1.2. Кристаллическая структура 8гТЮз.

1.3. Низковольтная католюминесценция широкозонных материалов.

1.4. Фотолюминесцентные свойства 8гТЮз:Рг3+; А1.

1.5. Электролюминесценция структур на основе кислородсодержащих перовскитоподобных материалов.

ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ И ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ШИРОКОЗОННЫХ МАТЕРИАЛОВ.

2.1. Система возбуждения люминесценции.

2.1.1. Система фотовозбуждения.

2.1.2. Система электровозбуждения.

2.2. Система регистрации.

2.3. Методика измерения спектров диффузного отражения.

2.4. Методика измерения спектров люминесценции при фото- и электровозбуждении.

2.5. Методика измерения спектров фотовозбуждения люминесцентных структур.

2.6. Методика измерения спектра фотопроводимости.

2.7. Методика измерения спектров фото-ЭДС.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ СВОЙСТВ SrTi03:Pr3+,Al ПРИ ФОТОВОЗБУЖДЕНИИ

3.1. Получение люминесцентного БгТЮз :Pr , А1.

3.2. Исследование характеристик фотовозбуждения и влияние на них А1.

3.3. Исследование спектров фотолюминесценции SrTi03:Pr ,А1.

3.4. О процессах передачи энергии центрам люминесценции при фотовозбуждении.

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ СВОЙСТВ SrTi03:Pr3+,Al ПРИ ЭЛЕКТРОВОЗБУЖДЕНИИ.

4.1. Исследование спектральных характеристик люминесценции SrTi03:Pr3+,Al при электровозбуждении переменным полем.

4.2. Влияние А1 на волны яркости электролюминесценции SrTi03:Pr3+,Al.

4.3. Изучение процессов возбуждения центров люминесценции при возбуждении переменным полем.

4.4. Электролюминесценция SrTi03:Pr , А1 в постоянном поле.

4.5. Характеристики временной стабильности электролюминесценции SrTi03:Pr3+;Al.

ВЫВОДЫ.

Исследование электролюминесценции материалов на основе SrTi03:Pr3+, А1 является одним из перспективных направлений физики конденсированного состояния. Это актуально как с научной точки зрения, так и в связи с широкими

• возможностями практического применения этих материалов. i Практический интерес к электролюминесценции материалов на основе

Л I

SrTiC>3:Pr , А1 обусловлен перспективами применения их в средствах отображения информации, благодаря высокой стабильности яркости по сравнению с цинксульфидными электролюминофорами.

Научный интерес к материалам на основе SrTiC>3:Pr3+, А1 связан с тем, что введение примесей (празеодима и алюминия), приводит к появлению у этого кристаллофосфора уникальных физических свойств. Это говорит об актуальности задачи по выяснению роли вводимых примесей в возникновении люминесценции. Однако исследование электролюминесцентных свойств не ч дает полного понимания роли примесей в механизмах люминесценции. В этом случае особую услугу оказывают методы исследования фотолюминесцентных свойств, которые позволяют выявить центры свечения, механизмы возбуждения люминесценции. Анализ фотоэлектрических свойств позволяет установить влияние вводимых примесей на рекомбинационные процессы, которые, как известно, играют важную роль в возникновении люминесценции. Все это указывает на необходимость комплексного подхода к исследованию I люминесцентных и фотоэлектрических свойств

SrTi03:PrJ ,А1.

Тематика данной диссертации соответствует перечню приоритетных ' направлений фундаментальных исследований утвержденных президиумом РАН I

123 Выводы

В данной работе были получены следующие результаты:

1. Проведено комплексное исследование люминесцентных (при фото- и электровозбуждении) и фотоэлектрических свойств кристаллофосфора SrTi03:Pr3+, Al. л I

2. Показано, что фотовозбуждение люминесценции SrTi03:PrJT, Al осуществляется в двух не перекрывающихся областях. В области до 400 нм осуществляется токовый механизм передачи энергии центрам свечения. В области 440-500 нм возбуждение внутрицентровой люминесценции происходит в результате непосредственного поглощения излучения ионом Рг3+.

Ч I

3. Установлено, что участие в фотолюминесценции SrTi03:Pr , Al принимают два типа центров свечения, один из которых возбуждается при фундаментальном поглощении излучения основой кристаллофосфора, другой при активаторном.

4. Показано, что носители заряда возбуждающие центры свечения ч I

SrTi03:Pr , Al при электровозбуждении появляются в результате внедрения из контактов электролюминесцентной ячейки. Установлено, что при электролюминесценции SrTi03:Pr3+, Al реализуется преимущественно ударный механизм возбуждения центров свечения.

5. Показано, что SrTiO^Pr3*, Al при электровозбуждении напряжением синусоидальной формы менее подвержен деградации, чем наиболее эффективные цинксульфидные электролюминофоры.

11

6. Обнаружен эффект электролюминесценции SrTi03:Pr , Al при возбуждении постоянным полем.

7. Разработан единый автоматизированный комплекс для исследования люминесцентных и фотоэлектрических свойств широкозонных материалов.

1. Ronda C.R. Phosphors for lamps and displays: an applicational view//J. Alloys and Compounds. - 1995. - V.225. - p.534-538.

2. Kale A., Shepherd N., Glass W., DeVito D., Davidson M., P. H. Holloway Infrared emission from zinc sulfide: Rare-earth doped thin films//J. Appl. Phys. — 2003. V.94. -№5. - p.3147-3152.

3. Macfarlane R.M. High-resolution laser spectroscopy of rare-earth doped insulators: a personal perspective//!. Lum. 2003. - V.100. -p. 1-20.

4. Hong Z.R., Lee C.S., Lee S.T., Li W.L., Liu S.Y. Efficient red electroluminescence from organic devices using dye-doped rare earth complexes//J. Appl. Phys. Lett. 2003. - V.82. - №14. - p.2218-2220.

5. Yamamoto H., Suda Y. Luminescence of rare-earth-activated Ga-containing oxides by low-energy electron exitation//J. Soc. Inf. Disp. 1998. - V.6. - №3. -p.2783-2785.

6. Schawlow A.L., Townes C.H. Infrared and optical masers//Phys. Rev. 1958. -V.l 12. — p. 1940-1949.

7. Феофилов П.П. Поглощение и люминесценция двухвалентных ионов редких земель в кристаллах природного и искусственного флюорита//Оптика и спектроскопия. 1956. - вып.1. - с.992-999.

8. Sorokin P.P., Stevenson M.I. Solid-state optical maser using divalent samarium in calcium fluoride/ДВМ J. Res. Developm. 1961. - V.5. - p.56-58.

9. П. Герлих, X. Kappac, Г. Кетитц, P. Лемман. Спектроскопические свойства активированных лазерных кристаллов. — М.: Наука, 1966. — 356 с.

10. Ю.Каминский А.А.Исследование спектроскопических характеристик в экспериментах по стимулированному излучению//Сб. Спектроскопия кристаллов. Л., 1973 - с.70-93.

11. Каминский А.А. Лазерные кристаллы. М.: Наука, 1975. - 266 с.

12. Dieke G.H., Grosswhite Н.М. The spectra of the doubly and triply ionized rare earth//J. Apll. Optics. 1963. - V.2. - p.675-686.

13. Okumura M., Tamatani М., Albessard A.K., Matosuda N. Luminescence properties of rare earth ion-doped monoclinic yttrium sesquioxide//Jpn. J. Appl. Phys. — 1977.-V.36. — p.6411-6415.

14. Yamada H., Suzuki A., Uchida Y., Yoshida M., Yamamoto H., Tsucuda Y. A scintillator Gd2C>2S: Pr, Ce, F for X-ray computed tomography//J. Electrochem. Soc. 1989. - V.136. -№9. -p.2713-2716.

15. Blasse G., Bril A. Characteristic Luminescence//PhilipsTech.Rev. 1970. - v.31. -p.304-334.

16. Гурвич A.M. Проблемы редкоземельных люминофоров//Сб. Спектроскопия кристаллов. Л., 1985. - с.59-70.

17. Кулинкин А.Б., Феофилов С.П., Захарченя Р.И. Люминесценция примесных 3d- и 4f-hohob в различных кристаллических формах А12Оз// ФТТ. — 2000. -т.45 вып.5. - с.835-838.

18. Андреев А.А. Собственная и активированная примесями Zn, Се, Tb, Er, Sm и Ей фотолюминесценция псевдоаморфных тонких пленок GaN и InGaN/ADTT. 2003. - т.45. - в.З. - с.395-402.

19. Лайонс М., Гласс А. Сегнетоэлектрики и родственные им материалы. — М.: Мир, 1981.-736 с.

20. Kunimoto Т., Kakehi К., Daud A., Ohmi К., Tanaka S. Optimization of PLD parameters for growth of ZnO:Zn phosphors thin films//Proc.7th Int. Display Workshops, Nov.29-Dec.l, 2000. Kobe, 2000. - P.921 - 924.

21. Kang S.W., Jeon B.S., Yoo J.S. Optical characteristics of the phosphor screen in field-emission environments//!. Vac. Sci. Technol. 1997. - V.15. - №.2. -p.520-523.

22. Holloway P.H., Trottier T.A., Sebastian J., Jones S., Zhang X.-M., Bang J.-S., Abrams В., Thorns W.J., Kim Т.-J. Degradation of field emission display phosphors//! Appl. Phys. 2000. - V.88. - №1. - p.483-488.

23. Kim J.Y., You Y.C., Jeon D.Y., Yu I., Yang H.-G. A study on the degradation of cathodoluminescence of SrTiOa: Pr, Al, Ga phosphors tailored for low voltage display applications//! Electrochem. Soc. 2002. - V.149. - №2. - p.h44-h48.

24. Okamoto S., Tanaka S., Yamamoto H. Characteristic enhancement of emission from SrTi03:Pr3+ by addition of group-lllb ions//J. Appl. Phys. Lett. 2000. -V.78. - №5. - p.655-657.

25. Itoh S., Toki H., Tamura K., Kataoka F.A New Red-Emitting Phosphor SrTi03:Pr3+,for Low -Voltage Electron Excitation//Jpn. J. Appl. Phys. 1999. -V.38. -№.11. -p.6387-6391.

26. Yokoyama M., Yang S.-H. Red SrTi03:Pr3+, A1 phosphors as potential field emission display material//J. Vacc. S. & Tech. 2000. - V.15. - №.5. - p.2472-2476.

27. Shin S.H., Jeon D.Y., Suh K.S. Role of Ga in SrTi03:Pr,Ga phosphor studied through its aging behavior under low-dose electron irradiation//Jpn. J. Appl. Phys. 2001. - V.40. - №.12. - p.6876-6877.

28. Степанов Б.И., Грнбковский В.П. Введение в теорию люминесценции. -Минск: Академия наук БССР, 1963. 443 с.

29. Прингсхейм П., Фогель М.Люминесценция жидких и твердых тел. М.: Изд. Иностранной литературы, 1948. - 263 с.

30. Левшин ВЛ.Фотолюминесценция жидких и твердых тел. — М.: Гостехтеоретиздат, 1951.-456 с.

31. Казанкин О.Н., Марковский Л.Я., Миронов И.А. и др. Неорганические люминофоры. Л.:Химия, 1975. - 192 с.

32. Yamamoto Н., Okamoto S., Kobayashi Н. Enhancement of characteristic red emission from SrTi03:Pr3+ by A1 addition// J. Appl. Phys. 1999. - V.86. - №.10. -p.5594-5597.

33. Byun J., Lee Y., Jang В., Yu Y., Ryou S., Suh K. Photoluminescence characteristics of SrTi03:Pr3+, Ga single crystal// Mat. Res. Soc. 2000. - V.621. -p.Q461-Q466.

34. Okamoto S., Tanaka S., Yamamoto H. Defect reduction in SrTi03 by A1 addition// J. Lum. 2000. - V.87. - p.577-579.

35. Okamoto S., Tanaka S., Yamamoto H. Reduction process of ruddlesden-popper5 ,type planar faults in SrTiC>3:Pr by A1 addition// Electrochem. Solid-State Lett. -2000. V.3. №5 - p.242-244.

36. Mita Y., Togashi M., Yamamoto H. Energy transfer processed in rare-earth-ion-doped material//.!. Lum. 2000. - V.87. - p. 1026-1028.

37. Yamamoto H., Okamoto S. Efficiency enhancement by A1 addition to some oxide phosphors for field emission display//Displays 2000. - V.21. №2 - p.93-98.

38. Park J.K., Ryu H., Park H. D, Choi S. Y. Synthesis of SrTi03:Pr,Al phosphor from a complex precursor polymer and their luminescent properties//! E. Cer. Soc. - 2001. - V.21. - p. 535 - 543.

39. Okamoto S., Kobayashi H., Yamamoto H. Effects of A1 addition on photoluminescence properties in rare-earth ion-doped SrTi03//J. Electrochem. Soc. 2000. - V. 147. №6 - p.2389-2393.

40. Yamamoto H., Okamoto S., Kobayashi H. Luminescence of rare-earth ions in perovskite-type oxides:from basic research to applications//.!. Lum. 2002. -V.100. - p.325-332.

41. Kim K.H., Park J.K., Kim C.H., Park H. D, Chang H., Choi S. Y. Synthesis of SrTi03:Pr,Al by ultrasonic spray pyrolisis//Cer. Inter. - 2002. - V.28. - p. 29 -36.

42. Okamoto S., Tanaka S., Yamamoto H. Energy transfer process in rare-earth ion doped SrTi03//Inter. J. Modern Phys. В 2001. - V.15. - p.3924-3927.

43. A.C. Давыдов Теория молекулярных экситонов. М.: Наука, 1968. - 295 с.

44. Maarten L.H. ter Heerdt, Е. van der Kolk, William M. Yen, Alok M. Srivastava Vacuum ultraviolet spectroscopy of Pr3+ in CaAl407, LaMgAlnOi9 and SrLaAKV/J. Lum. 2002. - V.100. - p.107-113.

45. Иона Ф., Ширане Д. Сегнеэлектрические кристаллы. — М.: Мир, 1965. — 556 с.

46. Богданов С.В. Значение открытия сегнетоэлектрика титаната бария для науки и техники/АГитанат бария. М.: Наука, 1973. - С.7 - 10.

47. Каргин Н.И. Физико-химические основы создания электролюминесцирующих структур на основе широкозонных полупроводниковых: Дис. д. т. наук 02.00.04/ Ст. гос. тех. ун-т. — Ставрополь., 1998. 395 с.

48. Георгобиани А.Н. Электролюминесценция кристаллов/АГр.ин-та /Физ. ин-т. им. П.Н. Лебедева. 1963. - т.23. - с. 3 - 63.

49. Гуро Г.М., Иванчик И.И., Ковтонюк Н.Ф. Полупроводниковые свойства титаната бария//Титанат бария. М.: Наука, 1973. - С.71 — 77.

50. Синельников Б.М., Гуреев А.Т., Снытко С.В., Лапин А.П. Электролюминесценция порошков титанатов бария, стронция, кальция//Тр.ин-та/Всесоюз.науч.-иссл.ин-т Люминофоров. —1974. Вып. 10. -С. 125-127.

51. Каргин Н.И., Михнев Л.В., Гусев А.С. Методы исследования спектральных и кинетических характеристик люминесцентных структур на основе соединений А2В6// Научные школы и научные направления СевКавГТУ. Ставрополь: СевКавГТУ. 2000. - № 4. - С. 101 -104.

52. Бьюб Р. Фотопроводимость твердых тел. Пер. с англ. М.: ИЛ. 1962. 559 с.

53. Воробьев В.И., Гусев А.С., Бондаренко Е.А., Шарыкин О.И. Проблема исследования свойств люминофоров и методы ее решения// Студенческая наука экономике России: Материалы второй межрегиональной научной конференции. - Ставрополь, 2001. - С. 18.

54. Рыбкин С.М. Фотоэлектрические явления в полупроводниках. —М.: Физматгиз, 1963. 496 с.

55. Справочная книга по светотехнике / Под ред. Айзенберга. М.: Энергоиздат, 1983. 472 с.

56. Гусев А.С. Влияние состояния поверхности на электро- и фотолюминесцентные свойства порошковых цинксульфидных структур: Дис. канд. физ.-мат. Наук 01.04.07/ Сев.-Кав. гос. тех. ун-т. Ставрополь., 2003.135 с.

57. Эпштейн М.И. Спектральные измерения в электровакуумной технике. М.: Энергия, 1970. -144 с.

58. Качалов О.В. Физико-химические и электрофизические процессы в электролюминесцентных излучателях : Дис. к. т. наук 02.00.04/ Ст. гос. тех. ун-т. Ставрополь., 1998.132 с.

59. Каралис В.Н., Корнеева Э.А. Аппаратура для флуоресцентного анализа. — М.: Издстанд., 1970. 208 с.

60. Волин М.Л. Паразитные связи и наводки. М.: Советское радио, 1965. - 231 с.

61. Кардона М. Модуляционная спектроскопия. -М.: Мир, 1972. 416 с.

62. Яркометр-люксометр ЯМР 3. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. 2.850.202 ТО.

63. Олейник Б.Н., Лаздина С.И., Лаздин В.П., Жагулло О.М. Приборы и методы температурных измерений. М.: Издстан., 1987. - 296 с.

64. Жердев Ю.В.,Ормонт Б.Ф. О зависимости ширины запрещённой зоны фаз в системе ZnSe CdSe от структуры и состава//ФТТ. — 1960. - Т.П. — №1. — С. 171-174.

65. Гурвич A.M. Введение в физическую химию кристаллофосфоров. М.: Высшая школа, 1971. - 336 с.

66. Ишунин В.К., Кузнецов В.Б. Установка для автоматической записи спектров излучения//Тр.ин-та//Всесоюз.науч.-иссл.ин-т Люминофоров. — 1973. Вып.8. - С. 128 - 130.

67. Соколов А.А., Лоскутов Ю.М. Тернов И.М. Квантовая механика. — М.: Государственное издательство министерства просвещения РСФСР 1962. — 591с.

68. Рабек Я. Экспериментальные явления в фотохимии и фотофизике. — М.: Мир, 1985.-608 с.

69. Антонов Романовский В.В. Кинетика фотолюминесценции кристаллофосфоров. - М.: Наука, 1966. - 324с.

70. Каргин Н.И., Семикопенко В.П., Михнев Л.В., Воробьев В.И., Гусев А.С., Бондаренко Е.А. Методика измерения спектров возбуждения люминесцентных структур//Сб.науч.тр. СевКавГТУ Серия "Физико-химическая". 2002. № 6. - С.63 - 66.

71. Блинов Л.М., Палто С.П., Удальев А.А. Новый модуляционный метод измерения спектров поглощения тонких пленок/Юптика и спектроскопия. — 1992. т. 72. - вып. 6. - С. 1423 - 1427.

72. Кучеров А.П., Кочубей С.М. Метод разложения сложного контура на элементарные составляющие с использованием предварительного анализа его структуры//ЖПС. 1983. - т.38. - вып. 1. - С.145-150.

73. Фок М.В. Разделение сложных спектров на. индивидуальные полосы при помощи обобщенного метода Аленцева//Труды ордена Ленина физического института им. П.Н. Лебедева. 1972. - т. 59. - С. 3 - 24.

74. Волькенпггейн Ф.Ф. Физико-химия поверхности полупроводников. М.: Наука,1973.-400 с.

75. Каргин Н.И., Михнев JI.B., Гусев А.С., А.Ю. Немешаев, Е.А. Бондаренко, В.ИВоробьев Фотопроводимость в системе Sn02 — поликристаллический люминофор Sn02 //Изв.выс.уч.зав. "Материалы электронной техники". -2002.-№3. С. 38-41.

76. Гутман Ф., Лайонс Л. Органические полупроводники. Пер. с англ. М.: Мир.- 1970. 696 с.

77. Аксененко М.Д., Бараночников М.Л., Смолин О.В. Микроэлектронные фотоприемные устройства. М.: Энергоатомиздат, 1984. — 208 с.

78. КаО К., Хуанг В. Перенос электронов в твердых телах: В 2 т./ Пер. с англ.- М.: Мир, 1984.-Т. 1-2.

79. К. van Benthem and С. Elsasser Bulk electronic structure of БгТЮз: Experiment and theory//J. appl. phys. 2001. - V.90. - №12. - p.6156-6164.

80. Bowlby B.E., Di Bartolo B. Application of Judd Ofelt theory to the praseodymium ion in laser solids//J. Lum. - 2002. - №100. - p. 131-139.

81. Константинова A.B., Коростель Л.А., Кулагин H.A. Оценка нестехиометрии кристаллов титаната стронция//Кристаллография. 1995. - т.40. - №4. -с.692-697.

82. Каплянский А.А., Кулинкин А.Б., Куценко А.Б. и др. Оптические спектры трехзарядных редкоземельных ионов в поликристаллическом корунде//ФТТ.- 1998. т.40. - №8. - С.1442-1449.

83. Айдаев Ф.Ш. Центры люминесценции Рг3+ в монокристаллах сульфида галлия//ЖПС. 2002. - т.69. - №3. - 415-416.

84. Voloshin A.I., Shavaleev N.M., Kazakov V.P. Luminescence of praseodymium (111) chelates from excited states (3P0 and .D2) and its dependence on ligand triplet state energy//J. Lum. 2001. - V.93. - p. 199-204.

85. Корниенко С.М., Быков И.П., Глинчук М.Д., Лагута В.В., Белоус А.Г., Ястрабик Л. Примесные центры в керамике титаната бария, легированной редкоземельными элементами//ФТТ. 1999. -т.41. - №10. - С. 1838 - 1842.

86. Родный П.А., Мишин А.Н., Михрин С.Б. и др. Температурное изменение интенсивностей полос излучения ЗгА^О^Рг/ТПисьма в ЖТФ. 2002. - т.28. - вып.23. - с.39-43.

87. Веревкин Ю.Н. Деградационные процессы в электролюминесценции твердых тел. Л.: Наука, 1983 - 122 с.

88. Прикладная электролюминесценция/О.Н. Казанкин, И.Я. Лямичев, Ю.Н. Николаев и др.: под ред. М.В. Фок. М.: «Сов. Радио», 1974. - 416 с.

89. Георгобиани А.Н., Пипинис П.А. Туннельные явления в люминесценции полупроводников. М.: Мир, 1994; - 224 с.

90. Кривошеева Л.Н., Каширина Д.А. Синтез и исследование электролюминофоров системы Zn(S, Те) :Мп//Сб.науч.тр. Серия "Физико-химическая". 2001. - вып. 5 - С. 45 — 51.

91. Haake G.H. Secondary waves of electroluminescence//!. Appl. Phys. D 1957. — V.28.-№l.-p.l 17-123.

92. Васильченко В.П., Пийр К.Ю., Ребане К.-С.К. Волны яркости пленочных электролюминесцентных конденсаторов//Тр. ун-та/ Тартуский гос. ун-т. — 1973. вып. 3. - С.69 - 79.

93. Верещагин И.К. Электролюминесценция кристаллов. — М.: Наука, 1974.-280 с.

94. Лямичев А.Я. Возбуждение ЭЛ конденсатора напряжением произвольной формы//Вопросы физики электролюминесценции. — Киев, 1975.-С.61 -72.

95. Piper W.W., Williams F.E. Electroluminescence of single crystal of ZnS:Cu//Phys. Rev. 1952. - V.87. - №1. - p.151 - 152.

96. Саутиев А.Б. Химия, физика и технология изготовления электролюминесцентных индикаторов, возбуждаемых постоянным электрическим полем: Дис. д. т. наук 02.00.04/ Сев.-Кав. гос. тех. ун-т. — Ставрополь., 2003. 135 с.2.

97. Верещагин И.К. Барьеры, учавствующие в возбуждении электролюминесценции ZnS:Cu // Жур. Известия вузов. Физика. 1998.— №2.-с. 89-91.

98. Верещагин И.К. Электролюминесценция и поверхностные свойства кристаллофосфоров. Изв. АН СССР. Сер. физич., 1961, т. 25, - 4, с. 518 -520.

99. Дедык А.И., Тер-Мартиросян Л.Т. Перераспределение избыточного объемного заряда в структурах на основе монокристаллического титаната стронция//ФТТ. 1997. - т. 39. - №4. - С.349-353.

100. Дедык А.И., Тер-Мартиросян Л.Т. Избыточный объемный заряд в титанате стронция//ФТТ. 1998. - т. 40. - №2. - С.245-248.

101. Деркач В.П., Корсунский В.Н. Электролюминесцентные устройства. — Киев.: «Наукова думка», 1968. 299 с.

102. Верещагин И.К., Ковалев Б.А., Селезнев В.А. Явления, происходящие при старении цинк-сульфидных электролюминофоров//Журн. прикл. спектроскопии. 1977. - т.27. - вып.4. - с. 739 - 704.

103. Верещагин И.К., Ковалев Б.А., Селезнев В.А. Влияние напряжения на скорость старения электролюминофоров//Журн. прикл. спектроскопии. -1978. т.28. - вып.6. - с. 1024 - 1027.

104. Верещагин И.К., Кокин С.М. Старение электролюминофоров в присутствии влаги//Журн. прикл. спектроскопии. 1983. — т.38. - вып.З. - с. 475-479.

105. Синельников Б.М., Власьянц Г.Р. Изучение особенностей синтеза и механизма электролюминесценции люминофора ВаТЮз :Рг//Тр.ин-та/Всесоюз.науч.-иссл.ин-т Люминофоров. 1976. - вып. 14. - с.120 - 123.

106. Электролюминесцентные источники света/ И.К. Верещагин, Б. А. Ковалев и др.; под ред. И.К. Верещагина. М.:Энергоатомиздат, 1990. — 168 с.

107. Вергунас Ф.И., Гущин М.Н., Лурье В.И. К теории деградации гетеропереходов CuxS ZnS:Mn// Микроэлектроника. — 1981. - Т. 10. - Вып. З.-с. 235-239.

108. Солодкин В.Е. Электростарение сверхярких электролюминесцентных конденсаторов. В кн.: Электролюминесценция твердых тел. Киев:Наукова Думка. - 1971. - с. 287 - 290.