Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1958, H. 22 - Lysmekanismen vid luminescens, av SHl
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Fig. 4. Utbildning av spärrskikt i en n-halvledare
vid kontakt med metall; upptill t.v. omedelbart efter
kontakt, upptill t.h. vid jämvikt, nedtill t.v. metallen
positiv, nedtill t.h. metallen negativ; M metall, H
halvledare, El ledningsband, Ey valensband.
tana efterlysningen eller spontanlyset. Den är
oberoende av temperaturen (inom vissa
gränser) och växer med växande excitering. I
fosforerna finns emellertid elektronfällor och
me-tastabila energinivåer vid vilka elektroner kan
stanna temporärt. Härigenom kan ljusenergi
lagras i lysämnet så att detta ger efterlysning
eller fosforescens som framträder när
excite-ringskällan avlägsnats.
Från de metastabila nivåerna kan elektroner
inte övergå direkt till lägre, obelagda nivåer
under utsändning av fotoner. Får de
emellertid ett energitillskott så att de lyfts till en
högre nivå, kan de sedan från denna fylla ett hål
i en lägre nivå under fotonemission.
Elektronfällor i närheten av ledningsbandet kan
tömmas mer eller mindre lätt genom att elektro-
Fig. 5. Schema över ventilverkan hos ett system av
metall och n-halvledare; upptill antal fria elektroner
i ledningsbandet, nedtill de fria elektronernas
potentiella energi; O yttre spänningen noll, S och G
spänning i spärr- resp. genomsläppsriktningen, n/t
antal fria elektroner i halvledaren.
nerna genom energitillskott lyfts upp till
ledningsbandet från vilket de sedan kan övergå
till lägre nivåer under utsändning av ljus.
I många fall ger värmerörelsen vid
rumstemperatur elektronerna så stora energitillskott att
de metastabila nivåerna och elektronfällorna
töms. Efterlysningen avklingar då snabbt.
Genom tilläckligt stark excitering kan man
emellertid fylla elektronfällorna och sedan frysa in
fosforescensen genom att kyla fosforen till låg
temperatur, t.ex. med flytande luft. På detta
sätt kan man dock lagra högst den energimängd
(ljussumman) som motsvarar fyllning av
elektronfällorna. Genom försiktig uppvärmning
kan man framkalla fosforescensen.
Ju större potentialdjup fällorna har, desto
högre temperatur behövs för att elektronernas
energi skall höjas till ledningsbandets. Några
kristallfosforer av sulfidtyp, t.ex.
strontium-sulfid med cerium och samarium, har så djupa
elektronfällor — i det givna exemplet orsakade
av samarium —- att elektronerna inte kan
frigöras genom värmeenergin vid
rumstemperatur. Fosforescensen kan emellertid framkallas
med infrarött ljus, varför lysämnen av denna
typ är känsliga indikatorer för infrarött.
Av det tidigare anförda torde framgå att den
som ljus utvunna energin alltid är mindre än
den tillförda. Skillnaden är värme som
utvecklas i lysämnet. Denna förlust av nyttig energi
är oundviklig, men den kan bli större eller
mindre. Flera metaller, t.ex. järn, kobolt och
nickel, gynnar sålunda den strålningslösa
energiomvandlingen, om de ingår i fosforer.
De sägs därför ge utsläckningscentra
("kil-ler"-centra) i vilka bildas ett antal nära
varandra liggande, obelagda energinivåer mellan
lednings- och valensbanden. Dessa nivåer
konkurrerar med aktivatornivåerna, och de små
energigapen mellan dem räcker inte för
foton-emission.
Halvledare och likriktare
Att metaller har stor ledningsförmåga anses
bero på att antingen valensbandet endast är
delvis fyllt eller att ledningsbandet överlappar
valensbandet så att de båda banden tillsammans
bildar ett delvis fyllt band. Isolatorernas
valens-och ledningsband skils däremot av ett så stort
energigap att det förra normalt är fullt och
det senare tomt.
Halvledarna liknar mest isolatorerna, men
deras ledningsband ligger närmare
valensbandet varför elektroner kan förekomma i mindre
antal i ledningsbandet och motsvarande antal
hål i valensbandet. Dessa excitoner uppstår i
rena halvledare genom termisk excitering av
elektroner i valensbandet och ger då
egenhalv-ledning som växer med temperaturen.
I kristaller med gitterstörningar fungerar
dessa antingen som elektrongivare
(donatorer), vilka avger elektroner till
ledningsbandet, eller som elektrontagare (acceptorer),
vilka tar upp elektroner från valensbandet. I
TEKNISK TIDSKRIFT 1958 5 79
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
