Основные характеристики люминофоров

Спектры поглощения и возбуждения - зависимости относительной величины энергии, поглощённой люминофором от λ_возб. Эти спектры определяются свойствами активатора (активаторов) и кристаллической решётки основы люминофора. Часть спектра, обусловленная поглощением активаторами, называется активаторной областью (полосой), а обусловленная поглощением в основе (решётке) - основной или фундаментальной полосой поглощения. Спектр поглощения состоит из спектра активного поглощения, вызывающего люминесценцию, и полосы поглощения, не приводящего к возникновению свечения. Спектр возбуждения - это спектр активного поглощения. В галофосфатах кальция (ГФК), активированных Sb и Mn основа поглощает излучение с λ < 150 нм и не превращает его в излучение люминесценции. В люминесцентных лампах (ЛЛ) излучение 253,7 нм поглощается только Sb³⁺, а излучение 184,9нм - Sb³⁺ и Mn²⁺. Роль Sb двояка - она является активатором Sb³⁺ (обеспечивает излучение широкой полосы с максимумом 480 нм) и сенсибилизатором свечения Mn²⁺ (полоса с максимумом 570 -590 нм). Спектр излучения ГФК приведён на рис. 2.

Спектр излучения - распределение энергии излучения (люминесценции) по длинам волн. Полосы излучения как правило широкие и только у люминофоров с РЗМ-активаторами - узкие. Причиной большой ширины полос излучения является воздействие ионов основной решётки на энергетические состояния ионов активатора. Спектр излучения зависит от химической природы активатора и основы люминофора и их взаимодействия, а если имеется несколько активаторов - то и от их взаимодействия (Sb, Mn в ГФК). Концентрация активатора влияет не только на интенсивность полосы, но и на положение полосы излучения (от концентрации Cu в ZnS:Cu максимум полосы может быть в синей, зелёной или красной области).

Если имеется 2 активатора, а один из них - сенсибилизатор, то имеет место конкуренция полос обоих активаторов (Sb, Mn в ГФК) в зависимости от соотношения Sb:Mn. Спектры излучения могут зависеть от λ_возб и I_возб - тот же ZnS:Cu (при концентрации Cu 0,02÷0,03 % увеличение интенсивности возбуждения приводит к изменению соотношения синей и зелёной полос). У ZnS:Mn - при λ_возб = 365нм излучается оранжевая полоса, а при λ_возб = 313 нм - синяя полоса.

На спектр излучения влияет температура (Т), повышение Т приводит к следующим изменениям в спектре: 1) расширение спектра без изменения максимума (ZnO, Zn₂SiO₄:Mn); 2) расширение спектра и смещение максимума в длинноволновую область (ZnS:Ag); 3) смещение спектра излучения в коротковолновую область (MgWO₄); 4) перераспределение интенсивности полос - (ZnBe)₂SiO₄:Mn. Характер зависимости I_люм = φ(Т) определяется составом основы люминофора, химической природой активатора и присутствием так называемых «гасителей» люминесценции. При повышении Т (в определённом интервале Т) происходит ↓ I_люм - температурное тушение люминесценции. Люминофоры для ламп ДРЛ выбираются с учётом температуры внешней колбы.

Дата добавления: 2014-01-06