能量传递网与运输.pptx

第八章 能量传递与输运;一、能量传输的现象;例2：CdS单晶片的光致发光 ;发光材料内部必然存在着能量的传输过程 几乎所有的发光材料中都发生着能量传输现象 敏化剂的敏化 猝灭剂的猝灭 上转换发光 合作和组合发光 电致发光中载流子运动 ;激发态返回基态的途径之一 S*+A=S+A* 能量传输完成后，可以发生源于A*的辐射，S成为敏化剂，A成为激活剂 基质晶格受到外界激发而吸收的能量通常会以某种形式转移到发光中心，或从一个中心转移到另一个中心;二、能量传输的定义与传输途径;固态基质中能量传输的途径可分为： 再吸收 基质中的某一中心发光后，发射光波在基质晶格中传输时又被基质自身吸收的现象 光子承担输运能量的任务 输运距离可远可近，受温度影响较小 条件：激活剂的吸收光谱与敏化剂的发射光谱有较大的重叠 共振传递 处于激发态的发光中心通过电偶极子、电四偶极子、磁偶极子或交换作用等近场力的相互作用把激发能传递给另一个中心的过程 敏化剂S从激发态变为基态、激活剂A由基态变为激发态，两个中心能量变化值相等 温度对共振传递的影响较小 载流子传输 借助载流子漂移和扩散输运能量 电流或光电导特征 温度影响显著 激子能量传输 ;二、共振能量传递的模型;1. 电偶极相互作用情况下S→A能量传递的概率 ;S→A能量传递的概率与各参量间的关系 PSA与两个中心间的距离R的6次方成反比 S和A距离越近，能量传递的概率越大 PSA与S*态的实测寿命成反比， S*态的实测寿命越长，越不容易将能量传递给A中心 PSA与S中心的发射效率ηS及A中心的吸收截面σA的乘积成正比。 S的发射效率越高，A中心的吸收截面越大，传递概率越大 S中心的发射谱和A中心的吸收谱要有重叠，重叠越大传递概率越大 R0可看做S和A之间发射能量传递的临界距离;其它多极能量传递概率;发生多级相互作用能量传递的概率;example;Ca5(PO4)3(F,Cl):Sb3+, Mn2+的发射光谱;三、共振能量传递的光谱特征;实例：NaY:Ce,Tb;NaY:Ce和 NaY:Tb的 激发与发射光谱 （a）Tb3+激发谱（b）Ce3+激发谱（c）Ce3+发射谱（d）Tb3+发射谱; ;四、同核离子间能量传递;Y2O2S:Pr和ZnS:Cu,Al的CL发光强度与激活剂浓度的关系 高浓度时发生发光强度降低;交叉弛豫;;3 借助载流子的能量输运;晶体的本征能量吸收可借助空穴的迁移使杂质中心激发而发光 用相应于本征吸收的光激发发光材料时可以使它们中的杂质中心激发发光 现象解释：空穴的扩散 空穴通过扩散运动迁移到 杂质中心;猝灭剂的猝灭作用 如： ZnS:Cu中Ni（10-5）就可造成发光效率的大幅度下降 不能用共振传递来解释 猝灭是通过载流子的迁移完成;4 借助激子的能量输运;自由激子和束缚激子的位形坐标;;作业