министерство образования и науки
«Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
“ЛЭТИ” имени В.И. Ульянова (Ленина)» (СПбГЭТУ)
Кафедра электронных приборов и устройств
«ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЭКРАНОВ
ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВЫХ ПРИБОРОВ»
Выполнили студенты: Прутковский В.
Лукьянов К.
Группа: 7203
Проверил: Грязнов А.Ю.
Целью работы является ознакомление с основными характеристиками и параметрами экранов электронно-лучевых приборов (ЭЛП).
Одним из основных элементов широкого класса ЭЛП, в большой степени определяющих их качество, является люминесцентный экран. Экран преобразует энергию электронного пучка в световую энергию, обычно в видимой части спектра, и представляет собой тонкий слой катодолюминофора, нанесенный на дно баллона прибора.
В ЭЛП используется явление катодолюминесценции, возникающей при бомбардировке люминофоров быстрыми электронами. Люминофоры представляют собой кристаллические вещества с низкой электропроводностью и по своим физическим свойствам близки к примесным полупроводникам. В качестве люминофоров обычно используются смеси солей цинка, кадмия, кальция и некоторых других элементов. Наиболее широкое применение нашли сульфидные люминофоры (сульфиды цинка и кадмия, активированные серебром или медью). Путем изменения состава компонентов можно получить широкий спектр цветов излучения. Как видно из рис. 1, внутри достаточно широкой (1,5 ¸ 2 эВ) запрещенной зоны W0 имеются локальные разрешенные уровни, возникшие за счет примесей и дефектов кристаллической решетки.
Рис.1. Схема возникновения катодолюминисценции
При бомбардировке люминофора электронами пучка большая часть энергии преобразовывается в тепло, вызывая тепловые колебания кристаллической решетки. Небольшая часть энергии вызывает переход электронов из валентной зоны в зону проводимости (переходы 1-2, 3-4, 7-8 на рис.1). Если в результате таких переходов электроны окажутся в зоне проводимости выше потенциального барьера (переход 3-4), то они смогут покинуть кристалл - возникнет вторичная электронная эмиссия. Однако лишь некоторая доля вторичных электронов покидает экран. Значительная их часть взаимодействует с кристаллами люминофора, вызывая новые акты возбуждения или выход третичных электронов, которые, в свою очередь, могут возбуждать люминофор.
Электроны, переброшенные в зону проводимости, но не вышедшие за пределы кристалла, быстро переходят на свободные нижние уровни зоны проводимости (переходы 2-5, 8-9), эти переходы не сопровождаются излучением, так как электроны отдают часть своей энергии на взаимодействие с колебаниями решетки. У этих электронов имеются две возможности для рекомбинации с дыркой либо переход непосредственно в валентную зону, который, как следует из теоретических расчетов, маловероятен, либо переход на один из локальных уровней (5-6). Так как в реальных кристаллах имеется целый ряд локальных уровней, спектр излучения люминофора обычно занимает некоторую полосу с выраженным максимумом, соответствующим переходам электронов с нижнего уровня зоны проводимости на наиболее распространенные в данном кристалле локальные уровни. Переходы 1-2-5-6 протекают довольно быстро (10-8 ¸ 10-9 с), поэтому возникновение и прекращение свечения люминофора должно было бы происходить практически мгновенно. Наличие длительного послесвечения объясняется задержкой электронов в так называемых электронных ловушках - локальных дефектах кристаллической решетки, захватывающих электроны из зоны проводимости и удерживающих их там длительное время. Из ловушки электрон за счет теплового возбуждения или внешнего воздействия может перейти в зону проводимости, а оттуда на один из локальных уровней с выделением кванта света (переход 7-8-9-10-11-12).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
