Справочник по электротехническим материалам. Под ред. Ю.В.Корицкого и др. Том 3 (3-е изд., 1988) (1152098), страница 144
Текст из файла (страница 144)
Этот люминофор отличается очень коротким послесвеченкем, окозо 2 мкс. В последние годы порошкообразный оксид цинка, диспергированный а высокоомной связующей среде, применяется в качестве фоточувствительного слоя электрофотографических бумаг. Область собственной фоточувствительности оксида цинка располагается преимущественно в ультрафиолетовой части спектра, поэтому для изготовления электрофотографи.
ческих слоев, чувствительных в видимой области, окснд цинка подвергают оптической сенсибилизации органическими красителями (эозин, эритрозин, родамнн н другие), создающими дополнительные полосы поглощения 0 03 04 ОР 05 ыхя07 Рис. 2!.6. Спектральная характеристика атносительной энергии излучения )угх7(7 само- активнрованного люминофора ЕпО: 7п Полупроводникоаь!е соединения АпВгг и А~гВг' !равд. 21) н соответствующие им новые максимумы фсточувствительиости.
Тонкие пленки 7пО обнаруживают пьезоэлектрический эффект. Оксид кадмия. Окснд кадмия — соединение буро-коричневого наста кристаллизуется в кубическую решетку типа НаС1, во многом подобен оксиду цинка. Порошок оксила кадмия можно получить прокаливанием гидроксидв, карбоната или нитрата. Компактные образцы готовят прессовкой из порошка, замешанного с водой, при последующем обжиге в течение 30...60 мин при 800...1200 К. Тонкие пленки СОО получают либо окислением слоев кадмия,либо реактивным распылением кадмия в атмосфере кислорода, либо испарением я конденсацией в вакууме порошка СОО. О«сид калмия в тонких слоях обладет высокой электрапроводностью и хорошей прозрачностью для видимого света, поэтому нзрялу с диоксидом азова применяется Лля изготовления оптически прозрачных электропроводящих покрытий.
21.2. СУЛЬФИДЫ, СЕЛЕНИДЫ И ТЕЛЛУРИДЫ ДИНКА, КАДМИЯ, РТУТИ Эти соединения при кристаллизации образуют два основных типа структур: кубическую, изаморфную сфвлериту, гексагональную, изоморфную вюрциту. Кристаллы кубичесиой структуры изотропны. Для халькогенидов ртути основная структурная форма — кубическая. Сульфид цинка может иметь также ромбаэдрическую структуру. Химическая связь элементов в соединениях — ионна-ковалентная. При переходе в системе элементов от серы к теллуру доля ионной связи уменьшается. Соответственно изменяются характеристики саелинений, определяемые прочностью химической связи элементов: температура плавления, ширина запрещенной зоны и т. ц.
Растворимость хзлькогенидов в воде очень мала. Большинство халькогенидов встречается в виде природных минералов. Основные физические свойства халькогенидов приведены в табл. 21.2. Значения температурно-зависящих параметров ланы при комнатной температуре. Для большинства параметров прослеживаются определенные периодические закономерности. У многих халькогенидов переход в жидкую фазу наблюдается лишь при повышенных давлениях.
В этих случаях приводится ориентировочное значение температуры плавления. Сульфид цинка. Сульфид цинка известен в трех кристаллических модификациях: кубической 1сфалерит или 0-7п5), гексаганальной (вюрцит или п-7п5) и ромбоэдрической. При комнатной температуре более устойчива кубическая модификация. В природе встречается в виде минералов цинковой обманки (со структурой сфалерита) и более редкога вюрцнта.
Поликристаллический сульфид цинка получают обычно из водных растворов солей цинка осаждением сероводородом или сернистыми натрием, аммонием либо барием. Моно- кристаллы выращивают из расплава, сублимацией Еп5 при 1500 'С в атмосфере, содержащей примесь Нг5, а также путем реакции взаимодействия паров динка и сероводорода или серы. Тонкие пленки сульфида цинка могут быть получены его вакуумным испарением из танталовой или молибденовой лодочек, а также при нагреве таблеток Еп5 электронным лучом.
Иногда используют нагревание в парах серы или в атмосфере .Нг5 пленки цинка, полученной предварительно термическим испарением в вакууме. Возможно также получение пленок сульфида цинка в результате реактивного ионного распыления цинковых мишеней в атмосфере аргона с примесью сероводорода. В зависимости от условий приготовления образуются либо кубическая, либо гексаганальиая модификации. При прокаливании выше 1290 К получают гексвгонагьную модификацию. Монокристаллы Хп5 бесцветны, мелка- кристаллические образцы — белого цвета. Сернистый цинк проявляет фотореэистив- рр рр рб мягр7 Рис. 21.7. Спектральная характеристика относительной энергии излучения )Ух/)У люминофоров на основе сульфида цинка с различными активаторами: ! — 0,008 % Ауд У вЂ” Хп 1саиоактнаяроааипмэ люмаяафар); 3 — 0,01 ИСо; 4 — 1,8 Яь Мп.
В ка. честве плавая введено 2 гь' ЫзС1, прокзливаиие проведено при 900 гС Нея Нвя 232,68 279.57 328,22 97,45 144,34 192,99 144,48 191,37 0,583 0,605 240,02 Молекулярная масса Постоянные кристаллической решетки, нм: кубической (К) а гюгсагональной (Т) г 0,54! 5 0,567 0,607 0,648 0,585 0,646 0,3820 0,6257 4,!5 0,427 0,699 5,68 0,415 0,674 4,82 0,430 0,701 5,68 0,4!5 0,950 .1О; 7,7 0,400 0,654 5,42; 5,23 0„460 0,751 с Плотность, Мг/мз Температура, К: плавления 8,42 о Ь ь е 1300 850 212 21,5/17,9 1900 2200 485 6,5 1790 2000 330 1512 1700 245 8,3 1510 1600 260 !360 1400 205 1970 1250 335 5,4 1072 кипения Удельная теплоемкость, Дж/(кг К) Температурный коэффишгент линейною расширешщ аг х 1Ое, К Коэффипиент тсолоироволдосги, Вт/(м " К) Шираив эапрешенной зоны, эВ Изменение пшрины запрещенной зоны прин изменении температуры х 104, эВ/К Температура Дсбая, К Приведенная эффективная масса: 175 42 6,5 1,3...1,6 — 4,1 7,7 13...19 2,7...2,8 — 7,2 4,8 1,5...3,0 0,02...0,1 +5,0 16...20 4,5 2,4...2,6 1,6...1,8 -4,9 -4,6 16 3,6...3,7 — 5,3 15...20 2,1...2,3 2,0 0,2...0,6 2,0 310 250...
300 230 0,1...0,3 0,13 0,4...0,5 0,45 250 200...240 0,04...0,06 0,02...0,08 140 0,25 0,5...1,0 0,16 0,6 0,2 0,1...0,3 0,14 0,35 0,017 0,003 электронов дырок Подвижность, смз/(В. с): электронов 700 !5 8,1...9,1 2,43 165 5 8...8,5 2,23 340 100 10,0 3,12 350 9,0 2,26 9,5...10,5 2,44 1000 9,6...1 1 2,67 50/. 200 10000...18 10000...30000 100 20...48 3,80 дырок Диэлектрическая лрснипаемость Показатель преломления 31,0 2,63 26,0 Таблица 2йу.
Фазаческне свойства сульфиаов, селеаидев и теааургпюв юшка, кадмия, ртуга Лолулронодникоаь!е соединения АпВг' и А'гВ»' )разя. 21) !23 Ф 5 Б 7 0,25 Рис. 21.8. Спектральнан характеристика относительной энергии излучения )Рх/)4'„люминофоров на основе сульфндов цинка и кадмия с различным содержанием сульфида цинка: ! — !00 95; 2 — 92,5 9~', 3 — 36 Я; 4 — 73 34; Б — 6! Я; 6 — 50 й;; à — 40 ой; 3 — 3! Я. 8 «эчестве пнавня введено 2 ж ЫаС1, в качестве активатора — 0,0! ь6 АН, прокзлнвекке проведено прк !200 С з течение ! ч ные, фото- и электролюминесцентные свойства, Пленки Еп5 обладают пьезоэлектрическим эффектом.
Сульфнд цинка широко используется как основная составляющая промышлеш<ых сульфидных люминофоров (в виде кристаллических порошков и реже — в виде тонких пленок). Люминофоры на основе 7п5 применяются в светотехиикел при изготовлении электронно-оптических преобразоватепей, телевизионных. радиолокационных и осциллографических трубок, для экранов рентгеновского излучении, в твердотельных преобразователях изображений.
Такие люминофоры отличаются высокой яркостью и светоотдачей в видимой области спектра, Цвет свечения, длительность послесвечения и др>гие параметры могут регулироваться в широких пределах путем изменения типа активатора и режима активировки, а также частичной заменой Хп5 на 7п5е илн С65. В соответствии с этим различают три основных типа люминофоров на основе сернистого цинка: сульфид цинка, твердые растворы сульфид цинка— сульфил калмия и сульфнд пинка — селения цинка. Чтобы получить люмннесцирующий со- . став с заданными свойствами, в сульфид нинка вводят активаторы Ая, Сн, Мп в количестве 0,001...3 Уп, регулирующие цвет свечения и длительность послесвечения.
Активирующей добавкой является также избыток цинка в сульфиде (самоактивированный дюминофор). Влияние типа активатора на спектральное распределение энергии люминесцентного излучения сугьфида цинка иллюстрируется рис. 21.7. Длительность послесвечения зависит от рода и количества активатора. Активация серебром лает шоминесценцию с незначительной дли- тельнсстью послесвечения (около 10 ' с), медью — с интенсивным послесвеченнем длительностью нескокько секунд. Добавка кгасителя» — никеля, не влияя существенно на яркость свечения и его спектральный состав, обеспечивает очень малую длительность послесвечения. Для повышения устойчивости люминофора к загрязнениям, которые возможны в вакуумных приборах на операции откачки н обеэгаживания, часть сульфида цинка заменяют на сульфид кадмия.
Введение С45 смш шает спектр люминесценции в сторону более длинных волн по сравнению со спектром люминофора на основе 7п5 !рис. 2!.8). Поэтому светоотдача в видимой части спектра увеличивается и имеет оптимальное значение для мас сового состава 48 о4 Хп5+62% С05. Вше большей устойчивостью к влиянию различных примесей и к бомбардировке ьзектронным лучом отличаются люминофоры на основе Хп5+ 7п5е. В то же время они обладают большой вторичной электронной эмиссией н более высокой электропроводностью. По мере увеличения содержания селенида цинка влюминофоре его излучение смещается в более длинноволновую область спектра (рис. 21.9). Л!оминофоры на основе сульфида и ослепила цинка имеют обычно массовый состав 60 гог Хп5+40 о7 Хп5е. Отечественные сульфидные люминофоры в зависимости от состава имеют максимум свечения на длине волны 0.435...0,6 мкм, а длительность послесвечения 0,1 мс ... 12 с.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
