材料导论11课件.ppt

DE1 Photon emitted DE2 Phonon Generated having energy DE1 n2= DE2 h DE1 Photon emitted DE2 n2= DE2 h Photon emitted n1= DE1 h Ka l = 0.154nm DE = 1.29 ? 10-15J Kb l = 0.139nm DE = 0.15 ?10-15J La l = 1.336nm DE = 1.43 ?10-15J where K = 1s2 level L = 2s2p6 level M = 2s2p6d10 level Copper K L M 铜 Characteristic peaks Continuous radiation High-energy stimulus La Kb Ka lswl Intensity of emitted radiation Low-energy stimulus Energy Wavelength Short wavelength limit Fluorescence(萤光) reemission occurs for times much less than one second Phosphorescence(磷光) for longer times 11.3.2 LUMINESCENCE (发光) 再发射时间较长 再发射时间短于1秒 Photon Stimulus Valence band No Eg l very long e－ e－ 金属 激励 光子 价带 萤光材料 Stimulus Photon Conduction band Valence band e－ e－ Eg 激励 光子 价带 Trap Ed Eg Stimulus Conduction band Valence band e－ e－ e－ 磷光材料 激励 光子 价带 松弛时间，材料常数 撤除光源后的时间 初始光强 时间t光强 例题：为电视机的蓝色选择一种材料 蓝光波长为4.5?10-5cm，其光子能量为 SOLUTION 查表找到CaWO4，光子波长为4.3 ?10-5cm，松弛时间为4 ?10-6s，正好作为蓝光材料，但不能产生磷光。 又找到ZnS的Eg为5.671 ?10-19J，可提供一个(5.671-4.422) ?10-19 = 1.249 ?10-19 J的中间带隙于是选ZnS为杂质材料，可以产生磷光。 5.671 4.422 CaWO4 ZnS Eg-Ed Eg Electroluminescence light-emitting diodes (LEDs) I silver contact n-type p-type + 电致发光 电子 ＋ 空穴　　　hn Incident photon hn ? Eg 11.3.3 光导性 n-type p-type Voltage produced e－ h+ 太阳能电池 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Coherent beam Flash lamp Ruby Power source 11.3.4 激光 电弧灯 反射前 晶体中部 反射后 基态Cr原子 激发Cr原子 (a) (b) (c) (d) (e) 完全镀银 部分镀银 Holes Excited electrons Valence band Photon emission Conduction band Eg (a) Valence band Conduction band Recombined excited electron and hole (b) 完全镀银 部分镀银 Valence band Conduction band New excited electron New hole (c) Valence band Conduction band (d) Valence band Conduction band (e) Valence band Conduction band (f) Input Signal Encoder Electrical/ Optical Converter Repeater Optical/ Electrical Converter Decoder Output Signal Fiber Optic Cable 11.3.5 光导纤维 输入信号　　电光转换　 复制　 光电转换　　 输出 编码 解码 Digital encodin