Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 1 Luminescencja w materiałach nieorganicznych Wykład monograficzny AJ Wojtowicz Instytut Fizyki UMK Zakład Optoelektroniki.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 1 Luminescencja w materiałach nieorganicznych Wykład monograficzny AJ Wojtowicz Instytut Fizyki UMK Zakład Optoelektroniki."— Zapis prezentacji:

1 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 1 Luminescencja w materiałach nieorganicznych Wykład monograficzny AJ Wojtowicz Instytut Fizyki UMK Zakład Optoelektroniki

2 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 2 WYKŁAD 1 PLAN Elektron w sieci krystalicznej, poziomy i pasma energetyczne. Aktywator w sieci krystalicznej (matrycy); podstawowe rozważania Donor, akceptor, centrum luminescencji i centrum rekombinacji

3 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 3 Stany elektronowe w krysztale jednowymiarowym b – stała sieci (odległość między atomami )

4 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 4 C n : amplituda prawdopodobieństwa znalezienia elektronu na n-tym atomie iA/ħ: prędkość przejścia elektronu z jednego atomu na sąsiedni (1/s)

5 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 5 Jeśli A = 0

6 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 6 Jakie będą rozwiązania równania dla sieci jednowymiarowej jeśli A 0 ?? jednowymiarowa fala płaska

7 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 7 Równanie na amplitudy w modelu jednowymiarowej sieci, a równanie Schrődingera dla elektronów swobodnych

8 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 8 Duże A, szerokie pasmo i mała masa efektywna

9 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 9 dla małych k:

10 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 10 k, wektor falowy E, energia elektronu

11 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 11 W ten sposób z każdego poziomu energetycznego w atomie tworzą się pasma; szerokie puste pasmo przewodnictwa węższe pełne pasmo walencyjne bardzo wąskie pełne pasma rdzeniowe Odwrócone pasma pełne (walencyjne vb) (zero energii dla pustego cb i pełnego vb) Masa efektywna elektronów i dziur

12 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 12 KLUCZOWY PROBLEM: Jak leżą względem pasm przewodnictwa i walencyjnego matrycy poziomy elektronowe (podstawowy i wzbudzone) aktywatora dla stabilnych lub quasi- stabilnych stanów ładunkowych aktywatora Np. dla kationu 3+ Ważne stany ładunkowe aktywatora to 2+, 3+ i 4+ ważne stany elektronowe; podstawowy i pierwszy wzbudzony

13 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 13 Struktura pasmowa BaF 2 w przybliżeniu jonowym puste stany Ba 1+ tworzą pasmo cb zapełnione stany F 1- tworzą pasmo vb poziomy rdzeniowe

14 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 14 Struktura pasmowa Y 2 O 3

15 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 15 Struktura pasmowa kryształu

16 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 16 Pasma w krysztale jonowym; poszerzenie poziomów w pasma (nakładanie się funkcji falowych; prawdopodobieństwo przejścia elektronu z jonu na jon: parametr A) Lokalizacja, obniżenie energii elektronu wskutek oddziaływań kulombowskich, polaryzowanie matrycy Wiązania kowalencyjne; silniejsze rozmycie prawdopodobieństwa, ekranowanie oddziaływań kulombowskich (maleje przerwa energii wzbronionych, maleje energia lokalizacji – półprzewodniki)

17 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 17 Izolatory: wiązanie jonowe, duża przerwa energii wzbr., silna lokalizacja nośników ładunku Półprzewodniki: wiązanie kowalencyjne (najlepiej w materiale jednoskładnikowym np. Si, czy Ge), mała przerwa energii wzbr., słaba lokalizacja nośników ładunku Efekt nefelauksetyczny: przesunięcie pasma absorpcji spowodowane zmianami charakteru wiązania od jonowego do kowalencyjnego

18 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 18 TRÓJKĄT BLASSEGO dla Bi 3+ Delokalizacja parametr A Lokalizacja energia E R półprzewodnik Cs 3 Bi 2 Br 9 izolator Bi 4 Ge 3 O 12 izolowany jon Cs 2 NaBiCl 6 ciało stałe

19 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 19 Struktura pasmowa kryształu z aktywatorem

20 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 20 PROSTY DONOR i AKCEPTOR Najniższy stan pełny aktywatora, gdy kation jest 3+, będzie odpowiadał stanowi podstawowemu aktywatora w stanie ładunkowym 3+; jeśli ten stan leży wysoko (w pasmie przewodnictwa) to aktywator jest donorem Najniższy stan pusty aktywatora, gdy kation jest 3+, będzie odpowiadał stanowi podstawowemu aktywatora w stanie ładunkowym 2+; jeśłi ten stan leży nisko (w pasmie walencyjnym) to aktywator jest akceptorem

21 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 21 Struktura pasmowa kryształu z aktywatorem Układ poziomów dla aktywatora podobnego do kationu (z wyjątkiem istnienia stanu wzbudzonego) domieszka izoelektronowa ze strukturą elektronową

22 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 22 Struktura pasmowa kryształu z aktywatorem Dobry luminofor, złe centrum rekombinacji (OK dla lasera, fosforu (?), zły scyntylator i fosfor X) aktywator nie może schwytać elektronu ani dziury

23 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 23 Aktywator w krysztale może być: Centrum luminescencji (musi istnieć stan wzbudzony aktywatora) Centrum rekombinacji (odpowiednie położenie stanu podstawowego i pustego względem pasm cb i vb) Donor, akceptor (odpowiednie położenie … plus brak stanu wzbudzonego)

24 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 24 Struktura pasmowa kryształu z aktywatorem zły luminofor, złe centrum rekombinacji aktywator nie może schwytać ani elektronu ani dziury

25 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 25 Struktura pasmowa kryształu z aktywatorem Dobry luminofor, dobre centrum rekombinacji aktywator może schwytać dziurę

26 Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 26 Struktura pasmowa kryształu z aktywatorem Dobry luminofor, dobre centrum rekombinacji aktywator może schwytać elektron Może być emisja aktywatora, lub emisja CT na aktywatorze ABSORPCJA CT


Pobierz ppt "Andrzej J. Wojtowicz wyklad monograficzny 1 Luminescencja w materiałach nieorganicznych Wykład monograficzny AJ Wojtowicz Instytut Fizyki UMK Zakład Optoelektroniki."

Podobne prezentacje


Reklamy Google