GaN光致发光谱与穿透位错特性解析
GaN光致发光谱与穿透位错特性
氮化镓(GaN)是宽禁带直接带隙半导体材料,具有优良的光学和电学性质,在蓝绿到紫外波段的光电子器件和高功率微波器件等领域有着广泛的应用前景。在GaN基光电子器件中,材料中的缺陷和杂质所产生的深能级发光会降低带间辐射复合跃迁的发光效率。在众多有关GaN薄膜光致发光(PL)特性研究的报道中,不同的样品所测的光致发光谱不尽相同,特别是对GaN半导体材料深能级发光的起源,不同文献的解释存在争议。因此,进一步研究GaN的光致发光谱是必要的。本文采用四种不同光源作为激发光源,实验研究了金属有机物汽相外延方法(MOVPE)在蓝宝石衬底上生长的GaN的光致发光光谱特性。结果发现采用氙灯光源和He-Cd激光器两种连续光作为激发光源时,PL谱中均出现较宽的黄带发光,其中心波长位于550nm附近。而采用YAG激光器和He-Cd激光器两种脉冲光作激发光源时,PL谱中主要出现中心波长位于约365nm的带边发光峰,而未出现黄带发光。结果表明蓝宝石衬底上MOVPE生长GaN薄膜的PL谱中黄带发光特性与激发光源性质有关。这对于进一步研究深能级的起源有一定的参考价值。GaN的深能级发光特别是黄带发光与材料的本生位错缺陷直接相关。GaN通常在蓝宝石衬底上异质外延生长,然而蓝宝石异质外延衬底与GaN之间存在较大的晶格失配,导致GaN外延层中的位错缺陷密度高达108-1010cm-2。延伸到GaN表面的穿透位错(TDs)会形成非辐射复合中心和光散射中心,降低光电子器件发光效率。有文献报道只有纯螺型TDs和混合型TDs才是非辐射复合中心,也有报道部分纯刃型TDs对非平衡少数载流子有一定的非辐射复合作用。总之,人们对穿透位错类型与非辐射复合中心的对应关系尚无统一的认识。因此,研究GaN的穿透位错特性将有助于揭示其深能级发光机理。本论文采用原子力显微镜(AFM)同位观测方法,对MOCVD生长GaN样品标记区域进行表面形貌测试,统计得到每个位错坑的半径和深度在腐蚀前和2次腐蚀后的变化,并根据位错坑的初始位置,结构和腐蚀速率判定各位错对应的类型。结果发现,热磷酸腐蚀后位错坑的半径和深度存在一定对应关系,其中半径大的腐蚀坑的深度也较大,而半径小的腐蚀坑的深度也较小。按半径和深度大小可分为大坑和小坑两类,这两类所占的百分比分别为52.7%和47.3%。小坑在腐蚀前位于GaN自然生长面的台阶面上,为刃位错,而大坑在腐蚀前位于台阶终结处,为混合位错或螺位错。位错坑结构腐蚀前后同位跟踪分析还发现,位错坑的结构随着腐蚀时间而变化,这意味着位错坑结构与位错类型不存在一一对应关系。另外,实验数据显示两种位错坑半径的腐蚀速率几乎都是其深度腐蚀速率的10倍左右,说明GaN在热磷酸腐蚀时的横向腐蚀速率大于其纵向腐蚀速率,这解释了实验观察到的刃位错形成的小腐蚀坑在长时间腐蚀后,因超出AFM所能分辨的范围而“消失”的现象。把80分钟腐蚀后GaN样品的阴极荧光(CL)全色显微图像与扫描电镜(SEM)在同一微区获得的显微图像进行对比分析,分析发现SEM得到的80分钟腐蚀样品的腐蚀坑密度与AFM结果一致,然而CL显微图像中非辐射复合中心密度是这一腐蚀坑密度的2倍。这说明经过80分钟腐蚀后,占样品总位错密度一半的刃位错在AFM和SEM 下几乎全部“消失”,但作为穿透位错,刃位错实际仍然存在于样品中,因此在CL显微图像中仍然能观测到这部分刃位错,也说明刃位错和带有螺分量的位错均是非辐射复合中心。这为进一步深入研究单个不同类型位错区域的发光特性奠定了基础。
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光致发光原理
体依赖外界光源进行照射，从而获得能量，产生激发导至发光的现象，它大致经过吸收、能量传递及光发射三个主要阶段，光的吸收及发射都发生于能级之间的跃迁，都经过激发态。而能量传递则是由于激发态的运动。紫外辐射、可见光及红外辐射均可引起光致发光。如磷光与荧 产生激发态的分布按能量的高低可以分为三个区域。低于禁带宽度的激发态主要是分立中心的激发态。关于这些激发态能谱项及其性质的研究，涉及到杂质中心与点阵的相互作用，可利用晶体场理论进行分析。随着这一相互作用的加强，吸收及发射谱带都由窄变宽，温度效应也由弱变强，特别是猝灭现象变强，使一部分激发能变为点阵振动。在相互作用较强的情况下，激发态或基态都只能表示中心及点阵作为一个统一系统的状态。通常用位形坐标曲线[1]表示。电子跃迁一般都在曲线的极小值附近发生。但是，近年关于过热发光的研究，证明发光也可以从比较高的振动能级起始，这在分时光谱中可得到直观的图像，反映出参与跃迁的声子结构。 接近禁带宽度的激发态是比较丰富的，包括自由激子、束缚激子及施主-受主对等。当激发密度很高时,还可出现激子分子，而在间接带隙半导体内甚至观察到电子－空穴液滴。激子又可以和能量相近的光子耦合在一起,形成电磁激子(excitonic polariton)。束缚激子的发光是常见的现象，它在束缚能上的微小差异常被用来反映束缚中心的特征。在有机分子晶体中，最低的电子激发态是三重激子态，而单态激子的能量几乎是三重态激子能量的两倍。分子晶体中的分子由于近邻同类分子的存在,会出现两种效应：“红移”(约几百cm)及“达维多夫劈裂”。这两种效应对单态的影响都大于对三重态的影响。 能量更高的激发态是导带中的电子，包括热载流子所处的状态。后者是在能量较高的光学激发下。载流子被激发到高出在导带（或价带）中热平衡态的情况，通常可用电子（或空穴）温度（不同于点阵温度）描述它们的分布。实验证明，热载流子不需要和点阵充分交换能量直至达到和点阵处于热平衡的状态即可复合发光，尽管它的复合截面较后者小。热载流子也可在导带（或价带）内部向低能跃迁。这类发光可以反映能带结构及有关性质。 激发态的运动是发光中的重要过程，能量传递是它的一个重要途径。分子之间的能量传递几率很大，处于激发态的分子被看作是激子态。无机材料中的能量传递也非常重要，在技术上已得到应用。无辐射跃迁是激发态弛豫中的另一重要途径。对发光效率有决定性的影响。 应用 光致发光最普遍的应用为日光灯。它是灯管内气体放电产生的紫外线激发管壁上的发光粉而发出可见光的。其效率约为白炽灯的5倍。此外,“黑光灯”及其他单色灯的光致发光广泛地用于印刷、复制、医疗、植物生长、诱虫及装饰等技术中。上转换材料则可将红外光转换为可见光，可用于探测红外线，例如红外激光的光场等。 光致发光可以提供有关材料的结构、成分及环境原子排列的信息，是一种非破坏性的、灵敏度高的分析方法。激光的应用更使这类分析方法深入到微区、选择激发及瞬态过程的领域，使它又进一步成为重要的研究手段，应用到物理学、材料科学、化学及分子生物学等领域，逐步出现新的边缘学科。
光致发光技术在晶体硅太阳电池缺陷检测中的应用
光致发光技术在晶体硅太阳电池缺陷检测中的应用近年来，光伏产业发展迅猛，提高效率和降低成本成为整个行业的目标。在晶体Si太阳电池的薄片化发展过程中，出现了许多严重的问题，如碎片、电池片隐裂、表面污染、电极不良等，正是这些缺陷限制了电池的光电转化效率和使用寿命。同时，由于没有完善的行业标准，Si片原材料质量也是参差不齐，一些缺陷片的存在直接影响到组件乃至光伏系统的稳定性。因此，太阳能行业需要有快速有效和准确的定位检验方法来检验生产环节可能出现的问题。 发光成像方法为太阳电池缺陷检测提供了一种非常好的解决方案，这种检测技术使用方便，类似透视的二维化面检测。本文讨论的是光致发光技术在检测晶体Si太阳电池上的应用。光致发光(photoluminescence，PL)检测过程大致包括激光被样品吸收、能量传递、光发射及CCD成像四个阶段。通常利用激光作为激发光源，提供一定能量的光子，Si片中处于基态的电子在吸收这些光子后而进入激发态，处于激发态的电子属于亚稳态，在短时间内会回到基态，并发出荧光。利用冷却的照相机镜头进行感光，将图像通过计算机显示出来。发光的强度与本位置的非平衡少数载流子的密度成正比，而缺陷处会成为少数载流子的强复合中心，因此该区域的少数载流子密度变小导致荧光效应减弱，在图像上表现出来就成为暗色的点、线，或一定的区域，而在电池片内复合较少的区域则表现为比较亮的区域。因此，通过观察光致发光成像能够判断Si片或电池片是否存在缺陷。 1 实验 实验选取大量低效率电池进行研究，现举典型PL图像进行分析说明。电池所用Si片为125 mm×125 mm，厚度(200±10)μm，晶向<100>，p型CZ太阳能级Si片。PL测试仪器的基本结构如图1，激光源波长为808 nm，激光装置中带有均化光器件，使光束在测量的整个区域均匀发光。由于载流子的注入，Si片或电池片中会产生电流使其发出荧光，在波长为1 150 nm时的红外光最为显著，所以选用了适当的滤光片和摄像头组合，使波长在1 150 nm附近的荧光得以最大的通过。冷却的摄像头(-50℃)在室温暗室中可以感光并生成512×512像素的图像，曝光时间为1 s。整个实验装置由微机程序控制。虽然PL可以直接测量Si片，但为了实验的对比性，本文均采用对电池的测量图像作对比。
光致发光高分子材料
光致发光高分子材料 摘要：稀土高分子发光材料由于兼具稀土离子发光强度高、色纯度高和高分子材料优良的加工成型性能等优点而倍受瞩目。本文就稀土光致发光材料进行了分类，对其发光特性作了简要介绍，综述了其开发与应用的历史与现状，并介绍了其目前在各个领域的应用产品。 关键词：稀土；高分子；光致发光材料；长余辉材料 1前言 光致发光材料又称超余辉的蓄光材料。长余辉光致发光材料是吸收光能后进行蓄光而后发光的物质。它是一种性能优良，无需任何电源就能自行发光的材料。可利用其制成各种危险标识、警告牌；做成各种安全、逃生标志;在应付突发事件、事故中可发挥巨大的作用。在发生突发事故时，电源往往被切断，这使得许多依靠电源发光照明的安全标志失去了作用，而采用长余辉发光材料的安全标志此时将发挥其特殊的作用。因此长余辉光致发光材料的研究，具有重要的科学意义和实用性[1]。现在我们已开发出很多实用的发光材料。在这些发光材料中,稀土元素起的作用非常大[2,3]根据激发源的不同,稀土发光材料可分为光致发光材料、阴极射线(CRT)发光材料、X射线发光材料以及电致发光材料[4]。本文主要介绍光致发光材料. 2光致发光材料的发光原理[5] 发光材料被外加能量(光能)照射激发后，能量可以直接被发光中心吸收(激活剂或杂质)，也可被发光材料的基质吸收。在第一种情况下，吸收或伴有激活剂电子壳层内的电子向较高能级的跃迁或电子与激活剂完全脱离及激活剂跃迁到离化态(形成“空穴”)。在第二种情况下，基质吸收能量时，在基质中形成空穴和电子，空穴可能沿晶体移动，并被束缚在各个发光中心上，辐射是由于电子返回到较低(初始)能量级或电子和离子中心(空穴)再结合(复合)所致。即当外加能量(光能)的粒子与发光基质的原子发生碰撞而引起它们激发电离。电离出来的自由电子具有一定的能量，又可引起其他原子的激发电离，当激发态或电离态的原子重新回到稳定态时，就引起发光[6]。发光基质将所吸收的能量转换为光辐射，这
InN的光致发光
InN的光致发光 与其他的Ⅲ族氮化物相比，InN具有最小的电子有效质量、最高的电子迁移率以及最高的饱和电子漂移速度。随着In组分的改变，InGaN的光谱可以覆盖到整个可见光甚至红外区域，在光电子器件方面有着重要的应用。但是由于InN 的生长缺乏晶格常数以及热膨胀系数都匹配的衬底材料，并且由于InN自身较低的分解温度以及生长过程中需要较高的的氮平衡蒸汽压，这使得InN的生长变得非常困难。近年来随着生长技术以及生长方法的改进，利用分子束外延（MBE）以及金属有机化学气相淀积（MOCVD）已经可以制备得到高质量的InN薄膜。Wang采用边界温度控制外延的MBE生长方法生长出迁移率为3280cm2·V-1·S-1，载流子浓度为1.47×1017cm-3的高质量的InN薄膜。Miller等人证实了在Mg掺 杂的InN中，在某一掺杂浓度范围内材料内部会实现P型，但是表面依然是n 型，同时根据PL谱推算Mg的掺杂能级在价带之上约70meV.但是由于材料质 量的限制，目前对MOCVD制备的InN薄膜性质的研究还相对缺乏。 本文重点研究利用MOCVD制备的InN薄膜的光致发光(PL)特性，分析了PL谱与半导体带隙以及载流子浓度之间的关系，同时观察了温度对材料发光特性的影响。 实验 实验中InN薄膜是采用了Thomas Swan MOCVD生长系统，在α-Al2O3蓝宝石（0001）的衬底上进行的异质外延生长。生长前首先通入NH3，在1150℃的条件下对衬底进行氮化，生长过程采用了两步法：首先在570℃的条件下生长GaN缓冲层，厚度大约为25nm，然后在605℃的条件下生长InN外延层，生长时间为2.5h，压强为300Torr，生长厚度大约为300nm.生长过程中分别采用三
光致发光谱
光致发光光谱技术的认识、应用及改进 孙奇 20144214004物理学 光致发光光谱技术的背景介绍 在我们周围，光致发光是一种很普遍的现象。常用的日光灯就属于光致发光的一种，它是利用汞蒸气放电产生的紫外光激发涂覆在灯管壁上的发光物质而发出可见光的。简单地说，光致发光（PL）是发光材料吸收光子（或电磁波）后，重新辐射发出光（或电磁波）的过程。这种过程与材料的结构、成分及原子排列等密切相关。 紫外光、可见光甚至红外辐射都可以作为激发光，引起光致发光。 所发出的光，根据弛豫时间的不同，可分为荧光、磷光和上转换发光。 从分子电子结构上解释，荧光是电子从单线态第一激发态返回到基态时释放的光，具有很短的发光寿命（约1~100 ns），而磷光是电子从三线态第一激发态返回基态时释放的光，具有较长的发光寿命（约~1000ms）。当系间窜越的速率小于荧光跃迁速率时，激发态全部以荧光形式辐射回到基态，因而只有在低温条件下，才可以检测到磷光发光。本文中如未特别指出，所介绍的光致发光都属于荧光发光。
图1. 光致发光过程中的光子吸收和能量转移过程。 在实验测试中，荧光发光光谱包括激发谱和发射谱两种。激发谱是使用不同激发光测试发光材料在某一波长处荧光强度的变化情况，即不同波长激发光的相对效率；发射谱则是在某一固定波长激发光作用下的荧光强度在不同波长处的分布情况，即荧光中不同波长的光成分的相对强度。一般情况下，光致发光光子的能量小于激发光子的能量（斯托克斯位移），在特定条件下发射光子的能量也可以超过激发光子的能量（反斯托克斯位移）。 由于光致发光(荧光或磷光)的特点是宽激发窄发射，所以测试时，需要选取一个能反映出所测材料发光效率的激发光波长。激发光波长的选择一般没有定论，简单而常用的方法有两种：1）激发谱：将荧光发光峰波长固定为发射波长（EM），然后做激发波长（EM）扫描，激发波长范围要小于发射波长。一般选取激发谱最高峰位置对应的波长作为激发光波长。2）紫外-可见光吸收测试：一般以最大吸收波长或等吸收点处的波长作为激发波长。
光致发光材料荧光光谱分析解读
第六章光致发光材料荧光光致发光材料荧光光谱分析荧光光谱分析 案例： 3000 534.4 5000 627.8 Intensity/a.u. 2000150010005000 200 300 400 500 600 700 262.4 Intensity/a.u. 2500 4000300020001000 550 600 650 700 567 wavelength/nmwavelength/nm 图6-1 CaS:Eu,Sm激发光谱（监控波长630nm）图6-2 CaS:Eu,Sm荧光光谱（监控波长630nm） 100 35003000 Intensity/a.u. 629.8 806040200 Intensity/a.u. 25002000150010005000 550 600
650 700 750 8001000120014001600 λ/nm wavelength/nm 图6-4 CaS:Eu,Sm红外响应光谱 图6-3 CaS:Eu,Sm红外上转换发射光谱（980nm激发）概念： 当物质受到诸如光照、外加电场或电子束轰击等的激发后，吸收了外界能量，其电子处于激发状态，物质只要不因此而发生化学变化，当外界激发停止以后，处于激发状态的电子总要跃迁回到基态。在这个过程中，一部分多余能量通过光或热的形式释放出来。如果这部分能量是以光的电磁波形式发射出来，就称为发光现象。概括地说，发光就是物质内部以某种方式吸收能量以后，以热辐射以外的光辐射形式发射出多余的能量的过程。用光激发材料而产生的发光现象，称为光致发光。日常生活中常见的如日光灯和夜明像章的发光就是光致发光。一只日光灯，接通电源以后，首先使灯管中的水银蒸汽发出紫外光（这叫做气体发光），然后紫外光激发灯管管壁上的荧光粉，从而发出可见光。夜明像章之所以能在晚上闪闪发光，是因为像章上涂了一层所谓长余辉的发光材料。当日光或灯光中的短波光照射这种像章的时候，像章上的长余辉发光材料吸收了激发光的能量并储存起来，然后慢慢地发出光来，这种发光可以持续几个小时。 紫外线和红外线虽然看不见，但我们也把他们归结为光。因此，光致发光是指激发波长落在从紫外到近红外这个范围内的发光。 下面介绍光致发光的主要特征和一般规律。 一. 吸收光谱 当光照射到发光材料上时，一部分被反射、散射，一部分透射，剩下的被吸收。只有被吸收的这部分光才对发光起作用。但是也不是所有被吸收的光的各个波长都能起激发作用。研究哪些波长被吸收，吸收多少，显然是重要的。 发光材料对光的吸收，和一般物质一样，都遵循以下的规律，即： I(λ)=I0(λ)e-kλx 其中I0(λ)是波长为λ的光射到物质时的强度，I(λ)是光通过厚度x后的强度，kλ是不依赖光强、但随波长变化而变化的，称为吸收系数。kλ随波长（或频率）的变化，叫作吸收光谱。发光材料的吸收光谱，首先决定于基质，而激活剂和其他杂质也起一定的作用，它们可以产生吸收带或吸收线。 二. 反射光谱
WSe_2单分子薄膜表面形貌及其光致发光性质的研究
WSe_2单分子薄膜表面形貌及其光致发光性质的研究过渡金属硫化物（TMDCs）的层状结构与石墨类似,属于层状材料,其层间依靠较弱的范德华力结合,层内则通过共价键结合,所以通过微机械剥离法可以获 得单分子层TMDC薄膜。对于典型的TMDC材料（如WSe2）,当其层 数减少至单分子层时,其能带结构会从原本的间接带隙转变为直接带隙,并出现 谷选择性和自旋-谷耦合等特性,这使得TMDC材料成为研究光电子、光偏振和谷电子学的热门材料。另一方面,由于WSe2薄膜良好的物理性质,通过改变WSe2少层或单层的表面形貌特征实现其光学性质的调控也是 一个热门的研究方向。然而,两者的交叉方向,相关工作目前还鲜有报导。 将薄膜塑形与谷电子学、光学偏振等特性关联起来,研究表面形貌对单层或少层薄膜激子态、发光偏振等性质的影响是一个极具意义和挑战的新兴研究领域。结合上述研究背景,本论文开展了对WSe2单分子薄膜表面形貌及其 光致发光性质的研究工作。本论文利用微机械剥离法制备了单层 WSe2,通过干法转移分别将单层样品覆盖在 Bi2Se3和WS2块材衬底上,通过对样品表 面进行AFM表征,结合光致发光偏振光谱研究衬底表面效应导致的形貌和光学偏振的变化,以及温度对样品光学性质的影响,获得如下结果:1、在单分子薄膜上引入突刺或微纳褶皱形貌。由于在薄膜转移过程中,引入不可避免的撕拉和扭结, 单层样品可出现许多尖锐的突刺,突刺尺寸大约0.1-1μm,高度起伏5-40nm,形 状大小不均一。 而这些突刺有时会排列成有清晰走向的皱褶。2、微纳尺度的特征形貌与单分子薄膜荧光信号、光学偏振的关联。细小突刺及褶皱给单层引入应力,使室温下单层WSe2的光致发光峰位出现明显的红移。不同激发区域由于突刺的结构差异,发光峰位红移量不等,峰位中心波长可从745nm最大红移至785nm。 而低温下（10K）的单层WSe2光致发光产生了新的特征峰,且新特征峰相对于原激子峰有明显的能量红移,红移量最高可达到150meV。这类新特征峰仅在衬底为Bi2Se3的样品上才能明显观测到。 Bi2Se3的拓扑表面态为单分子薄膜中本征激子及带电 激子提供了淬灭渠道,消除了这些固有信号的强干扰,从而突显了跟微纳形貌相
光致发光实验
光致发光实验 （凝聚态物理系北京师范大学） [摘要]本实验报告介绍了光谱学、光谱仪、激光以及电荷耦合器件工作原理， 解释引起He-Ne激光器发光的原因是He、Ne原子能级间的跃迁。通过He灯和 Hg灯定标，通过光栅光谱仪和电荷耦合器件（CCD）测量He-Ne激光器的旁侧 光谱图。 第一部分、理论 1、光谱学 光谱学是研究物质发射、吸收或散射的光、声或粒子来研究物质的方法。 光谱学也可以被定义为研究光和物质之间相互作用的学科。历史上，光谱学指 用可见光来对物质结构的理论研究和定量和定性的分析的科学分支。但是，近来，光谱学的定义已经被扩展为一种不只用可见光，也用许多其他电磁或非电 磁辐射（如微波，无线电波，X射线，电子，声子（声波）等）的新技术。 根据研究光谱方法的不同，习惯上把光谱学区分为发射光谱学、吸收光谱 学与散射光谱学。这些不同种类的光谱学从不同方面提供物质微观结构知识及 不同的化学分析方法。 物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。处于高能级的原子或分子在向较 低能级跃迁时产生辐射，将多余的能量发射出去形成的光谱．要使原子或分子 处于较高能级就要供给它能量这叫激发．被激发的处于较高能级的原子、分子 向低能级跃迁放出频率为n的光子在原子光谱的研究中多采用发射光谱。 吸收光谱学是指，处于基态和低激发态的原子或分子吸收具有连续分布的 某些波长的光而跃迁到各激发态，形成了按波长排列的暗线或暗带组成的光谱。光谱分析由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来鉴别物质和 确定它的化学组成．这种方法叫做光谱分析．做光谱分析时，可以利用发射光谱，也可以利用吸收光谱．这种方法的优点是非常灵敏而且迅速．散射光谱学是指，当光照射到物质上时，会发生非弹性散射，在散射光中 除有与激发光波长相同的弹性成分（瑞利散射）外，还有比激发光波长长的和 短的成分，后一现象统称为拉曼效应。这种现象于1928年由印度科学家拉曼所发现，因此这种产生新波长的光的散射被称为拉曼散射，所产生的光谱被称为 拉曼光谱或拉曼散射光谱。 2、光谱仪
GaN光致发光谱与穿透位错特性解析
GaN光致发光谱与穿透位错特性 氮化镓(GaN)是宽禁带直接带隙半导体材料,具有优良的光学和电学性质,在蓝绿到紫外波段的光电子器件和高功率微波器件等领域有着广泛的应用前景。在GaN基光电子器件中,材料中的缺陷和杂质所产生的深能级发光会降低带间辐射复合跃迁的发光效率。在众多有关GaN薄膜光致发光(PL)特性研究的报道中,不同的样品所测的光致发光谱不尽相同,特别是对GaN半导体材料深能级发光的起源,不同文献的解释存在争议。因此,进一步研究GaN的光致发光谱是必要的。本文采用四种不同光源作为激发光源,实验研究了金属有机物汽相外延方法(MOVPE)在蓝宝石衬底上生长的GaN的光致发光光谱特性。结果发现采用氙灯光源和He-Cd激光器两种连续光作为激发光源时,PL谱中均出现较宽的黄带发光,其中心波长位于550nm附近。而采用YAG激光器和He-Cd激光器两种脉冲光作激发光源时,PL谱中主要出现中心波长位于约365nm的带边发光峰,而未出现黄带发光。结果表明蓝宝石衬底上MOVPE生长GaN薄膜的PL谱中黄带发光特性与激发光源性质有关。这对于进一步研究深能级的起源有一定的参考价值。GaN的深能级发光特别是黄带发光与材料的本生位错缺陷直接相关。GaN通常在蓝宝石衬底上异质外延生长,然而蓝宝石异质外延衬底与GaN之间存在较大的晶格失配,导致GaN外延层中的位错缺陷密度高达108-1010cm-2。延伸到GaN表面的穿透位错(TDs)会形成非辐射复合中心和光散射中心,降低光电子器件发光效率。有文献报道只有纯螺型TDs和混合型TDs才是非辐射复合中心,也有报道部分纯刃型TDs对非平衡少数载流子有一定的非辐射复合作用。总之,人们对穿透位错类型与非辐射复合中心的对应关系尚无统一的认识。因此,研究GaN的穿透位错特性将有助于揭示其深能级发光机理。本论文采用原子力显微镜(AFM)同位观测方法,对MOCVD生长GaN样品标记区域进行表面形貌测试,统计得到每个位错坑的半径和深度在腐蚀前和2次腐蚀后的变化,并根据位错坑的初始位置,结构和腐蚀速率判定各位错对应的类型。结果发现,热磷酸腐蚀后位错坑的半径和深度存在一定对应关系,其中半径大的腐蚀坑的深度也较大,而半径小的腐蚀坑的深度也较小。按半径和深度大小可分为大坑和小坑两类,这两类所占的百分比分别为52.7%和47.3%。小坑在腐蚀前位于GaN自然生长面的台阶面上,为刃位错,而大坑在腐蚀前位于台阶终结处,为混合位错或螺位错。位错坑结构腐蚀前后同位跟踪分析还发现,位错坑的结构随着腐蚀时间而变化,这意味着位错坑结构与位错类型不存在一一对应关系。另外,实验数据显示两种位错坑半径的腐蚀速率几乎都是其深度腐蚀速率的10倍左右,说明GaN在热磷酸腐蚀时的横向腐蚀速率大于其纵向腐蚀速率,这解释了实验观察到的刃位错形成的小腐蚀坑在长时间腐蚀后,因超出AFM所能分辨的范围而“消失”的现象。把80分钟腐蚀后GaN样品的阴极荧光(CL)全色显微图像与扫描电镜(SEM)在同一微区获得的显微图像进行对比分析,分析发现SEM得到的80分钟腐蚀样品的腐蚀坑密度与AFM结果一致,然而CL显微图像中非辐射复合中心密度是这一腐蚀坑密度的2倍。这说明经过80分钟腐蚀后,占样品总位错密度一半的刃位错在AFM和SEM 下几乎全部“消失”,但作为穿透位错,刃位错实际仍然存在于样品中,因此在CL显微图像中仍然能观测到这部分刃位错,也说明刃位错和带有螺分量的位错均是非辐射复合中心。这为进一步深入研究单个不同类型位错区域的发光特性奠定了基础。 【相似文献】
光致发光材料光谱分析
第六章光致发光材料光谱分析 概念： 当物质受到诸如光照、外加电场或电子束轰击等的激发后，吸收了外界能量，其电子处于激发状态，物质只要不因此而发生化学变化，当外界激发停止以后，处于激发状态的电子总要跃迁回到基态。在这个过程中，一部分多余能量通过光或热的形式释放出来。如果这部分能量是以光的电磁波形式发射出来，就称为发光现象。概括地说，发光就是物质内部以某种方式吸收能量以后，以热辐射以外的光辐射形式发射出多余的能量的过程。用光激发材料而产生的发光现象，称为光致发光。日常生活中常见的如日光灯和夜明像章的发光就是光致发光。一只日光灯，接通电源以后，首先使灯管中的水银蒸汽发出紫外光（这叫做气体发光），然后紫外光激发灯管管壁上的荧光粉，从而发出可见光。夜明像章之所以能在晚上闪闪发光，是因为像章上涂了一层所谓长余辉的发光材料。当日光或灯光中的短波光照射这种像章的时候，像章上的长余辉发光材料吸收了激发光的能量并储存起来，然后慢慢地发出光来，这种发光可以持续几个小时。 紫外线和红外线虽然看不见，但我们也把他们归结为光。因此，光致发光是指激发波长落在从紫外到近红外这个范围内的发光。 下面介绍光致发光的主要特征和一般规律。 一. 吸收光谱 当光照射到发光材料上时，一部分被反射、散射，一部分透射，剩下的被吸收。只有被吸收的这部分光才对发光起作用。但是也不是所有被吸收的光的各个波长都能起激发作用。研究哪些波长被吸收，吸收多少，显然是重要的。 发光材料对光的吸收，和一般物质一样，都遵循以下的规律，即：I(λ)=I0(λ)e-kλx 其中I0(λ)是波长为λ的光射到物质时的强度，I(λ)是光通过厚度x后的强度，k λ是不依赖光强、但随波长变化而变化的，称为吸收系数。k λ 随波长（或频率） 的变化，叫作吸收光谱。发光材料的吸收光谱，首先决定于基质，而激活剂和其他杂质也起一定的作用，它们可以产生吸收带或吸收线。 二.反射光谱 如果材料是一块单晶，经过适当的加工（如切割、抛光等），利用分光光度计并考虑到反射的损失，就可以测得吸收光谱。但是多数实用得发光材料都是粉末状，是由微小的晶粒组成的。这对精确测量吸收光谱造成很大的困难。在得不
光致发光实验报告
光谱 光致发光光谱（Photoluminescence,简称PL)，指物质吸收光子（或电磁波）后重新 辐射出光子（或电磁波）的过程。从量子力学理论上，这一过程可以描述为物质吸收光子跃迁到较高能级的激发态后返回低能态，同时放出光子的过程。光致发光是多种形式的荧光（Fluorescence）中的一种。 光致发光光谱是一种探测材料电子结构的方法，它与材料无接触且不损坏材料。光直 接照射到材料上，被材料吸收并将多余能量传递给材料，这个过程叫做光激发。这些多余的能量可以通过发光的形式消耗掉。由于光激发而发光的过程叫做光致发光。光致发光的光谱结构和光强是测量许多重要材料的直接手段。光激发导致材料内部的电子跃迁到允许的激发态。当这些电子回到他们的热平衡态时，多余的能量可以通过发光过程和非辐射过程释放。光致发光辐射光的能量是与两个电子态间不同的能级差相联系的，这其中涉及到了激发态与平衡态之间的跃迁。激发光的数量是与辐射过程的贡献相联系的。 光致发光光谱可以应用于：带隙检测，杂质等级和缺陷检测，复合机制以及材料品质 鉴定。 PL光致发光光谱测量系统 PL光致发光光谱测量系统介绍 光致发光（photoluminescence）即PL，是用紫外、可见或红外辐射激发发光材料而产生的发光。PL荧光测量系统是用短波长激光（如325nm/442nm等）激发材料（如GaN/ZnO）产生荧光，通过对其荧光光谱的测量，分析该材料的光学特性。典型应用于LED发光材料、半导体材料的研究。 系统组成：光源系统+分光系统＋样品检测系统＋数据采集及处理系统＋软件系统＋计算机系统 ★常温系统可升级到低温系统 ■ ZLX-PL-Ⅰ型(II型)PL光致发光光谱测量系统 体依赖外界光源进行照射，从而获得能量，产生激发导至发光的现象，它大致经过吸收、能量传递及光发射三个主要阶段，光的吸收及发射都发生于能级之间的跃迁，都经过激发态。而能量传递则是由于激发态的运动。紫外辐射、可见光及红外辐射均可引起光致发光。如磷光与荧 产生激发态的分布按能量的高低可以分为三个区域。低于禁带宽度的激发态主要是分立中心的激发态。关于这些激发态能谱项及其性质的研究，涉及到杂质中心与点阵的相互作用，可利用晶体场理论进行分析。随着这一相互作用的加强，吸收及发射谱带都由窄变宽，温度效应也由弱变强，特别是猝灭现象变强，使一部分激发能变为点阵振动。在相互作用较强的情况下，激发态或基态都只能表示中心及点阵作为一个统一系统的状态。通常用位形坐标曲[1] 线表示。电子跃迁一般都在曲线的极小值附近发生。但是，近年关于过热发光的研究，证明发光也
光致发光和电致发光
光致发光和电致发光 光致发光 物体依赖外界光源进行照射，从而获得能量，产生激发导至发光的现象，它大致经过吸收、能量传递及光发射三个主要阶段，光的吸收及发射都发生于能级之间的跃迁，都经过激发态。而能量传递则是由于激发态的运动。紫外辐射、可见光及红外辐射均可引起光致发光。如磷光与荧光。 产生 激发态的分布按能量的高低可以分为三个区域。低于禁带宽度的激发态主要是分立中心的激发态。关于这些激发态能谱项及其性质的研究，涉及到杂质中心与点阵的相互作用，可利用晶体场理论进行分析。随着这一相互作用的加强，吸收及发射谱带都由窄变宽，温度效应也由弱变强，特别是猝灭现象变强，使一部分激发能变为点阵振动。在相互作用较强的情况下，激发态或基态都只能表示中心及点阵作为一个统一系统的状态。通常用位形坐标曲线[1]表示。电子跃迁一般都在曲线的极小值附近发生。但是，近年关于过热发光的研究，证明发光也可以从比较高的振动能级起始，这在分时光谱中可得到直观的图像，反映出参与跃迁的声子结构。 接近禁带宽度的激发态是比较丰富的，包括自由激子、束缚激子及施主-受主对等。当激发密度很高时,还可出现激子分子，
而在间接带隙半导体内甚至观察到电子－空穴液滴。激子又可以和能量相近的光子耦合在一起,形成电磁激子(excitonic polariton)。束缚激子的发光是常见的现象，它在束缚能上的微小差异常被用来反映束缚中心的特征。在有机分子晶体中，最低的电子激发态是三重激子态，而单态激子的能量几乎是三重态激子能量的两倍。分子晶体中的分子由于近邻同类分子的存在,会出现两种效应：“红移”(约几百cm)及“达维多夫劈裂”。这两种效应对单态的影响都大于对三重态的影响。 能量更高的激发态是导带中的电子，包括热载流子所处的状态。后者是在能量较高的光学激发下。载流子被激发到高出在导带（或价带）中热平衡态的情况，通常可用电子（或空穴）温度（不同于点阵温度）描述它们的分布。实验证明，热载流子不需要和点阵充分交换能量直至达到和点阵处于热平衡的状态即可复合发光，尽管它的复合截面较后者小。热载流子也可在导带（或价带）内部向低能跃迁。这类发光可以反映能带结构及有关性质。 激发态的运动是发光中的重要过程，能量传递是它的一个重要途径。分子之间的能量传递几率很大，处于激发态的分子被看作是激子态。无机材料中的能量传递也非常重要，在技术上已得到应用。无辐射跃迁是激发态弛豫中的另一重要途径。对发光效率有决定性的影响。 应用
光致发光材料的研究进展
光致发光材料的研究进展 应化1112 孔志恒 1120109201 摘要:简述了有机光致发光材料的发光机理 ,发光与结构的关系 ,综述了有机小分子、高分子发光材料的国内外研究现状。并对光致发光领域的应用前景作了展望。 引言：光致发光是一种相当重要和普遍的现象 ,无机物发光的研究和应用已经有了较长的历史 ,但无机发光材料存在一些难以克服的缺点 :种类少 , 可调节性小 ,使用条件苛刻 ,能量效率不高 ,难于获得蓝光等。因此探索新的发光材料将十分重要。具有大共轭体系的有机分子在电及光等的激发下 ,容易产生电子能级的跃迁 ,发出不同波长的光来。由于有机化合物的种类繁多 ,结构多种多样 , 可以满足各种不同的用途 ,在发光领域中有机材料的研究近年来日益受到人们的重视。 一、光致发光原理 有机物的发光是分子从激发态回到基态产生的辐射跃迁现象。获得有机分子发光的途径很多，光致发光中大多数有机物具有偶数电子，基态时电子成对的存在于各分子轨道。根据泡林不相容原理 ,同一轨道上的两个电子自旋相反，所以分子中总的电子自旋为零,这个分子所处的电子能态称为单重态(2S+1=0)。当分子中的一个电子吸收光能量被激发时,通常它的自旋不变,则激发态是单重态。如果激发过程中电子发生自旋反转 ,则激发态为三重态。三重态的能量常常较单重态低。当有机分子在光能 (光子)激发下被激发到激发单重态(S ),经振动能级驰豫到最低激发单重态(S1),最后由S1回到基态S0,此时产生荧光,或者经由最低激发三重态( T1), (S1- T1 ),最后产生 T1-S0的电子跃迁 ,此时辐射出磷光。 二、研究现状 2.1有机小分子发光材料 2.1.1共轭体系类 它们结构中多带有共轭杂环及各种生色团。种类有 :咔唑、香豆素、口恶二唑、噻唑、吡嗪及 1, 3 - 丁二烯衍生物类等。噁二唑类衍生物随苯分别为邻、间、对位取代的苯环 ,化合物的共轭度有所不同 ,发光的颜色从紫蓝到浅蓝 , 波长递增。 Saito等对 PBD进行了改进 ,使材料成为有苯环连接噁二唑二聚体结构 ,产生了非结晶性强、熔点高的化合物 OXD - 7; Kodak公司首次用香豆素 6 作绿光领域的客分子 ,它的光峰在500 nm左右 ,荧光效率趋近 100%。三苯基胺衍生物 ,又称TPD,这类化合物结构易于调整 ,通过引入烯键、苯环等不饱和基团及各种生色团 ,可以改变其共轭度 ,从而使化合物光电性质发生变化。 2.1.2配位化合物 配位化合物的结构主要由两部分组 成 :中心离子和配体。 2.1.2-1配体发光的配位化合物 有些配体分子在自由状态下不发光或发光很弱 , 形成配合物后转变成强发光物质。1987年, C.W.Tang制得Alq3 ,并用作发光器件。 1994年 Burrows等研究了Caq3 的发光性能 ,近几年人们发现8-羟基喹啉不仅能与铝、钙形成发光配合物 ,而且与Be、Ga、In、Sc、Th、Zn、Zr等金属离子都能形成发光配合物。此外, Schiff 碱分子本身不发荧光 ,与铝、锌等金属形成配合物之后 ,则具有不错的光致发光性能 ;还有一类配合物发光机理是源于金属离子隔断配体分子的光致电子转移而增强了荧光辐射跃迁。基于这一原理 ,分别在不同大小的氮杂冠醚分子上取代上香豆素荧光发色团 ,则可以选择性地与碱金属离子发生配合作用。环大的与 K+配合 ,而环小的与 Li+配合。在形成配合物后 ,将可以检测到香豆素基团的强荧光发射。这种高选择性和荧光发射的高灵敏度相结 合 ,使得这类分子成为很有价值的离子探针。 2.1.2-2中心离子发光的配位化合物 主要是稀土配合物发光现象 ,能观察到发光现象的稀土离子有两类 :
ZnO_Zn的光致发光和电致发光性能
ZnO∶Zn的光致发光和电致发光性能3 丛 亮,张俊英,王锡铭,薛道齐,王天民 (北京航空航天大学理学院,材料物理与化学研究中心,北京100083) 摘 要: 在N2+H2还原气氛中以ZnO粉末为原料制备了ZnO∶Zn发光膜和粉末。利用X射线衍射、电子扫描显微镜、红外光谱仪、XPS、荧光分光光度计等测试手段表征了样品的结构、形貌、缺陷和发光性能。ZnO∶Zn发光膜具有六角纤锌矿晶体结构和良好的c 轴取向,结晶性较好,晶粒颗粒均匀。ZnO∶Zn发光膜和粉末具有绿色的单谱光致发光和电致发光。发光薄膜的O1s结合能表明,此绿色发光与薄膜内的点缺陷状态密切相关。 关键词: ZnO;发光;缺陷;蒸发沉积 中图分类号: O472.3文献标识码:A 文章编号:100129731(2007)0921414204 1 引 言 ZnO是一种新型的IIB2V IA族具有六角纤锌矿结构的自激活宽禁带半导体材料。其室温下的禁带宽度为3.36eV,激子结合能高达60meV,比同是宽禁带材料的ZnSe()和GaN(21meV)都高出许多,更有利于产生室温下的激子发光。ZnO材料在气敏、压敏、紫外探测、光催化净化等领域都有广泛的应用。其优越的发光特性使其作为一种发光材料受到越来越广大的关注[1～3]。近来的研究表明,ZnO由于具有合适的禁带宽度、丰富的本征缺陷和离子易掺杂的特点而具有高场电致发光性能[3～5],由于其制备温度较低,具有其它电致发光氧化物所不具有的优点。 ZnO发光膜的制备方法主要有化学气相沉积、磁控溅射、分子束外延、电子束蒸发、激光脉冲沉积、溶胶2凝胶提拉法等[6]。其发光光谱一般都包括380nm 左右的近紫外峰和520nm左右的绿峰,其发光机理目前还没有统一的定论。一般认为近紫外发射源于带边激子复合跃迁,绿色发光是由ZnO制备过程中的本征缺陷造成的[7～9]。 本文在还原气氛下制备了ZnO∶Zn发光膜和粉末。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(F T2IR)、X射线光电子能谱(XPS)等测试方法研究了其结构、形貌及缺陷,并研究了其光致发光谱和电致发光性能。 2 实 验 ZnO∶Zn发光膜采用气相沉积法在玻璃或石英基片上生长。基片用弱碱性溶液洗净表面,再用丙酮和乙醇的混合溶液超声后浸泡在乙醇溶液中备用。实验用设备是在管式炉中套进一石英管,将分析纯ZnO 粉体放到Al2O3陶瓷舟中置于管内保温区;基片依次置于出气端托架上,用带孔橡皮塞封闭两端口,同时充以N2并逐步升温至300～400℃,待排净石英管内空气后通一定量的H2,气流稳定后继续升温至750℃,令ZnO蒸发之后沉积到置于样品架的基片上,得到ZnO∶Zn发光膜,同时在Al2O3陶瓷舟中得到ZnO∶Zn发光粉。2h后停止加热,继续通混合气体自然冷却至室温,将样品拿出置于干燥皿中。作为对比,同时在空气中750℃加热得到ZnO粉体。 所得发光膜及粉体用日本理学(Rigaku)D/ MA X22200型X射线衍射仪、Diglab F TS3000型红外光谱仪和P HI5300ESCA型X射线光电子能谱进行结构表征,利用Hitachi S4200型扫描电子显微镜进行观察其微观形貌。样品的发光谱由Hitachi F24500型荧光分光光度计测试分析所得。 3 结果与讨论 在还原气氛中制备的ZnO,一般都会写作ZnO∶Zn,这是因为在还原气氛中热处理,部分晶格O会脱出,造成氧空位(VO)或锌间隙(Zni)的生成。图1为ZnO∶Zn发光膜的XRD图,与PDF标准卡片中(No. 8620409)衍射峰峰位完全一致。在衍射角2θ=34.40°处的衍射峰非常强,对应于(002)晶面,并且半峰宽非常小,结晶性好,这通过SEM图也可以看出,说明生成的ZnO∶Zn发光膜是具有高c轴取向的六角纤锌矿结构的晶体 。 图1 ZnO∶Zn发光膜XRD图谱 Fig1XRD patterns of ZnO 3基金项目:国家自然科学基金资助项目(50302001,50672003) 收到初稿日期:2007202228收到修改稿日期:2007206229通讯作者:张俊英 作者简介:丛 亮 (1982-),男(回族),山东济南人,在读硕士,师承张俊英教授,主要从事特种功能材料的研究。
光致发光技术在指纹显现中的应用
光致发光技术在指纹显现中的应用 赵 科，王元凤，杨瑞琴 （中国人民公安大学，北京100038） [摘要]本文结合本课题组的研究内容，对光致发光显现和增 强潜指纹的研究状况进行了综述，重点阐述了光致发光技术的原理、方法和实际运用情况，并对将来的发展趋势进行了展望。该技术提高了潜指纹的显现灵敏度，其显出的指纹清晰、与背景之间的反差好。 [关键词]光致发光；潜指纹；显现；增强 [中图分类号]DF795.4[文献标识码]A [文章编号]1671-2072-（2008）05-0052-05 Application of Photoluminescence in Fingerprints Development ZHAO Ke,WANG Yuan-feng,YANG Rui-qin (Chinese People ’s Public Security University,Beijing 100038,China) [Abstract]The study situation of latent fingerprints development and enhancement by photoluminescence is reviewed;its princi -ples,approaches and practical applications are summarized;and its progress trend is predicted.The development sensitivity of la -tent fingerprints can be enhanced by photoluminescence,resulting in a good contrast between fingerprints and substrate. [Key words]photoluminescence;latent fingerprint;development;enhancement [收稿日期]2008-03-18 [项目基金]北京科技新星计划（2006B64）;院士基金项目(LG027-2)；北京市教育委员会共建项目建设计划项目（JD 100410669)；公安部应用创新项目（2006YYCXGADX068）；国家科技支撑计划项目（2007BAD26B08） [第一作者简介]赵科（1982-），男，硕士研究生。 [通讯作者]杨瑞琴（1971-），女，教授，分析化学博士。 1引言 发光是物体内部以某种方式吸收能量后转化为 光辐射的过程。光致发光是用激光、紫外光、红外光激发材料时引起的发光，是发光现象中研究最多、应用最广的一个领域。光致发光显现和增强潜指纹的基本原理是以外来光激发自然存在于或附着在指纹物质上或与指纹残留物发生化学反应生成具备光致发光性质的物质使之受激发光，使指纹乳突纹线与背景形成反差从而显出或增强潜指纹。 典型的光致发光检测潜指纹设备由激发光源、滤光片和相机构成：激发光经扩束后直接照射在承载潜指纹的检材表面，同时在相机前放置一块滤光片以透过指纹的发光辐射，吸收背景反射的激发辐射和背景荧光，只让指纹发光进入镜头成像。该方 法的最大优点在于能够提供特别高的分析灵敏度。 2研究概况 早在1937年，科学家就建议使用多波段光源来 增强和显现潜在指纹。以激光检测指纹最先由美国物理学家Menzel 、加拿大安大略省警察局指纹专家 Dalrymple 、加拿大施乐研究中心化学家Duff 进行， 其用连续波氩离子激光检验出了一段黑色绝缘胶带粘面上的一枚潜指纹。该研究成果于1976年在密西根－安大略鉴定学会年会上首次被报道，接着在 1977年1月出版的《法庭科学杂志》上刊登了出来， 引起了世界各国法庭科学研究人员的极大关注[1]。 1978年，Thorton [2]提出用溶有香豆素6的乙醇溶液 与普通指纹粉末混合，然后挥发掉溶剂来制备荧光粉。1979年，Salares 等[3]首先研究了用457.9nm 的氩激光激发NBD-氯在潜指纹显现中的运用。1981年， Menzel 首先提出用罗丹明6G 配合激光来检测潜指 纹。同年，Almog 等[4]提出了用气态荧光物质进行染色的方法，此方法至今仍然有效。1982年，Menzel [5]论及了对皮肤上的潜指纹先用荧光物质进行蒸汽染色再用激光激发显现的方法。同年，Menzel 等[6]首
光致发光材料荧光光谱分析
第六章 光致发光材料光致发光材料荧光荧光荧光光谱分析光谱分析 案 例： 200 300 400 500 600 700 5001000150020002500 3000 262.4 534.4 I n t e n s i t y /a .u . wavelength/nm 550 600 650 700 1000 2000300040005000 567 627.8 I n t e n s i t y /a .u . wavelength/nm 550 600 650 700 750 50010001500200025003000 3500629.8 I n t e n s i t y /a .u . wavelength/nm 8001000120014001600 20406080100 I n t e n s i t y /a .u . λ/nm 概 念： 当物质受到诸如光照、外加电场或电子束轰击等的激发后，吸收了外界能量，其电子处于激发状态，物质只要不因此而发生化学变化，当外界激发停止以后，处于激发状态的电子总要跃迁回到基态。在这个过程中，一部分多余能量通过光或热的形式释放出来。如果这部分能量是以光的电磁波形式发射出来，就称为发光现象。概括地说，发光就是物质内部以某种方式吸收能量以后，以热辐射以外的光辐射形式发射出多余的能量的过程。用光激发材料而产生的发光现象，称为光致发光。日常生活中常见的如日光灯和夜明像章的发光就是光致发光。一只日光灯，接通电源以后，首先使灯管中的水银蒸汽发出紫外光（这叫做气体发光），然后紫外光激发灯管管壁上的荧光粉，从而发出可见光。夜明像章之所以能在晚 图6-1 CaS:Eu,Sm 激发光谱（监控波长630nm ） 图6-2 CaS:Eu,Sm 荧光光谱（监控波长630nm ） 图6-3 CaS:Eu,Sm 红外上转换发射光谱（980nm 激发） 图6-4 CaS:Eu,Sm 红外响应光谱