К ВОПРОСУ ОБ ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ КРИСТАЛЛОВ KJ-Cu

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА

Том 140

1965

К ВОПРОСУ ОБ ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ КРИСТАЛЛОВ КЛ-Си

Р. В. ГУСАРОВА, В. А. СОКОЛОВ

Из литературы известен пока единственный случай, когда удалось наблюдать электролюминесценцию щелочно-галоидных соединений: это было сделано в работе А. Н. Георгобиани и Н. П. Голубевой, которые получили свечение б электрическом поле тонкой, сублимрованной пленки иодистого цезия, активированного таллием [1].

Трудность возбуждения электролюминесценции в щелочно-галоидных кристаллах, обладающих значительной долей ионной связи, обусловлена следующими причинами: 1) большая ширина запретной зоны; 2) малая длина свободного пробега электронов и дырок до рассеяния на тепловых колебаниях решетки; 3) сравнительно малое число свободных носителей тока, благодаря чему в ионных кристаллах по сравнению с кристаллами, обладающими ковалентной связью, труднее образуются локальные области концентрации электрического поля (р—п переходы, барьеры обеднения и т. д.).

Перечисленные трудности можно попытаться обойти посредством возбуждения щелочно-галоидных соединений электрическим полем в тонких слоях кристалла. В этом случае имеет место предсказанный А. Ф. Иоффе [2], эффект электрического упрочнения, дающий возможность получения в тонком слое значительных напряженностей поля, которое может вызвать непосредственную ионизацию центров свечения, т. е. привести к зиннеровскому -механизму возбуждения электролюминесценции [3].

Именно этот эффект и имел по-видимому место в работе А. Н. Георгобиани и П. Н. Голубевой: им удалось получить сублимированный слой иодистого цезия микронной толщины, в котором было затруднено развитие лавинного пробоя, благодаря чему пленка давала электролюминесценцию без пробоя в поле ^—- 2.106 в/см.

Мы попытались получить электролюминесценцию щелочно-галоид-ных соединений не в сублимированном, а в тонком монокристаллическом слое, для чего была использована разработанная В. А. Кострыги-ным методика получения тонкого слоя путем встречного сверления кристалла под микроскопом [4]. Было испробовано несколько различных щелочно-галоидных соединений, в результате чего удалось обнаружить

15. Зак, 2557.

225

следы свечения под действием импульсного электрического поля в тонком слое иодистого калия, активированного медью. Однако получаемая в этих опытах весьма незначительная площадь тонкого светящегося слоя (поперечное сечение сверла меньше 0,3 мм2) не позволила экспери-

Рис. 1.

ментально исследовать характер возникающего свечения. Но при этом оказалось, что кристаллы иодистого калия, которые дают свечение в этих условиях, светятся также в порошкообразном виде в обычной электролюминесцентной ячейке, применяемой для наблюдения свечения порошковых цинксульфидных люминофоров, конденсатор, одной из обкладок которого является проводящее стекло.

Мелкодисперсный порошок KJ—Си помещался нами в такой конденсатор, будучи взвешанным в касторовом масле. Кроме того, в конден-

г п _р сатор вносилась тонкая ди-

о о- о о электрическая прокладка из

слюды или целлофана. При возбуждении данного щелоч-но-галоидного соединения переменным полем нами была снята волна яркости (рис. 1), а также исследована зависите—:оо ж мз Ш" т 7оо $ мость интенсивности свечения

порошка от частоты и напряженности возбуждающего поля (напряжение подавалось через повышающий трансформатор от звукового генератора ЗГ-10). При этом установлено, что интенсивность свечения порошка слабо зависит от частоты (рис. 2), но сильно зависит от напряженности приложенного поля (рис. 3), особенно для случая диэлектрической прокладки из целлофана, когда имеет место резкое возрастание яркости с ростом напряженности поля*). Рост яркости имеет место также при подогреве ячейки до 50—60°С.

Относительно природы наблюдаемого свечения KJ—Си в переменном поле можно высказать следующее предположение. Возможно, что в мелких крупинках (d^-З—5 |х) истертого кристалла, находящихся ь тонком конденсаторе, возникают те же эффекты электрического упрочнения, что <и в тонких слоях, благодаря чему создаются условия для ионизации центров свечения полем посредством механизма Зиннера, который усиливается при локализации полей высокой напряженности на микродефектах кристалликов. При этом возможно также интенсивное развитие предпробойных процессов ударной ионизации.

Рис. 2.

*) На рисунках 2 и 3 кривые 1 приведены для случая прокладки из целлофана, кривые 2 — для слюды.

Свечение же порошка Ю—Си в постоянном поле наблюдается только в случае прокладки из «плохого» диэлектрика (целлофана), связано,

1

таким образом, с наличием сквозного тока и имеет, по-видимому, ту же природу, что и электролюминесценция в постоянном поле цинксуль-фидных люминофоров, активированных марганцем [5, 6].

1. А. Н .Георгобиани и Н. П. Голубев а. Опт. и спектр., 12, 802, 1962.

2. А. Ф. Иоффе. Физика кристаллов, ГИЗ, 1929.

3. А. Н. Георгобиани. Труды физич. ин-та АН СССР, 23, 4, 1963

4. В. А. Кострыгин. ФТТ, 2, 1841, 1960.

5. В. Н. Ф а в о р и и, Г. С. Козина, Л. К- Тихонова. Опт. и спектр 7 703, 1959. '

6: В, Н. Ф а в о р и н, Л. II. II о с к а ч е в а. Опт. и спектр., 7, 706, 1959.

Рис. 'Л.

ЛИТЕРАТУРА