WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

этом ввиду поликристалличности слоя ZnS более вероПрямым подтверждением справедливости формул (2), ятным следует признать неравномерное распределение (8)–(10) являются зависимости Fpt и Fpn от остаточного концентрации глубоких центров по толщине слоя люмиполя Fpol (рис. 7). Как следует из рис. 7, поле Fpn в нофора, в частности, концентрация вакансий цинка VZn, зависимости, близкой к линейной с учетом погрешности по-видимому, уменьшается от нижней границы раздела измерений и расчетов, спадает с ростом Fpol, причем к верхней, а концентрация, например, вакансий серы VS, для варианта (+Al) значения поля Fpn всегда меньше наоборот, возрастает. Важная роль вакансий цинка VZn (рис. 5, 6) и зависимость Fpn от Fpol более слабая. При в формировании объемного заряда в слое ZnS подтверодинаковых Ts поле Fpn также возрастает с ростом f, что ждена рядом экспериментальных данных, в частности наЖурнал технической физики, 2001, том 71, вып. Влияние объемного заряда на характеристики тонкопленочных электролюминесцентных излучателей... по сравнению с низкими частотами, в связи с чем для достижения соответствующих участков на ВАХ требуются более высокие внешние поля. Поэтому участок ОДС S-типа на ВАХ отсутствует (рис. 6, a).

В непрерывном режиме в варианте (+Al) у катода (нижней границы раздела) имеется дополнительное поле объемного заряда ионизированных в предыдущем цикле донорных центров VZn, что стимулирует туннельную эмиссию с состояний границы раздела, ток которой максимален в непрерывном режиме (рис. 5, c; 6, c). При возрастании внешнего поля и поля Fpc в прикатодной области начинается ионизация (или, что более вероятно, туннельная эмиссия дырок в валентную зону) акцепторных центров VS, что вызывает уменьшение поля Fpc, уменьшение скорости нарастания тока туннельной эмиссии и тока Ip с ростом поля Fp, которое растет с увеличением частоты f (рис. 5, c; 6, c). При дальнейшем увеличении внешнего поля происходит ионизация вакансий VZn у анода и на низких частотах f 50 Hz Рис. 7. Зависимость Fps(Fpol) (1–6), Fpt(Fpol) (7–12). f, Hz:

появляется участок ОДС S-типа (рис. 5, c). На высоких 1, 2, 7, 8 — 1000; 3, 4, 9, 10 — 50; 5, 6, 11, 12 — 10. Варичастотах f 200 Hz, как указывалось выше, поле у ант (-Al) — 1, 3, 5, 8, 10, 12; вариант (+Al) — 2, 4, 6, 7, 9, 11.

анода не достигает поля ионизации вакансий цинка VZn и участок ОДС S-типа отсутствует (рис. 6, c). В ранее рассмотренном варианте (-Al) поле ионизированных в предыдущем полупериоде напряжения возбуждения блюдением голубой полосы люминесценции [5,11]. Это при (+Al) акцепторных центров VS усиливает поле у соответствует энергетическому положению глубоких донорных центров, образованных вакансиями цинка VZn анода Fpa, что способствует первоначальной ионизации 2(0.5-1.25 eV) выше потолка валентной зоны Ev или VZn вакансий цинка VZn на низких частотах f 50 Hz.

В режиме однократного запуска после снятия внешне(1.5-1.9eV) выше Ev [12,13]. Вакансии серы могут го поля глубокие центры восстанавливают с ростом Ts иметь энергетическое положение VS —0.2-1.6eV ниже + первоначальное зарядовое состояние, причем донорные, дна зоны проводимости Ec, VS — 0.6-2.0eV ниже Ec [12,14] и являются глубокими акцепторными центра- по-видимому, с A 1 s, в том числе за счет туннелироми. В сильном электрическом поле происходит иониза- вания дырок с данных центров в валентную зону в поле остаточной поляризации и объемного заряда у нижней ция и перезарядка этих центров с образованием областей границы раздела, что соответствует [5], а акцепторные — объемных зарядов у анода и катода, причем среднее поле в слое люминофора Fp образуется суперпозицией расту- с B 30 s, в том числе за счет туннелирования электронов с этих центров в зону проводимости. При щего внешнего поля, растущего и противоположно ему этом в варианте (+Al) с уменьшением поля объемного направленного поля заряда состояний границ раздела заряда ионизированных донорных центров VZn у катода люминофор–диэлектрик Fpi и полей объемных зарядов у катода Fpc и анода Fpa. уменьшается ток туннельной эмиссии. При возрастании внешнего поля растет поле Fpc, начинается перезарядка В непрерывном режиме работы в варианте (-Al) акцепторных центров, что приводит при определенных после туннелирования носителей с состояний границы Ts к уменьшению поля Fpc, падению тока туннельной раздела и достижения порогового поля начала ионизации эмиссии, тока Ip, т. е. к образованию участка ОДС N-типа центров свечения Mn2+ (о чем свидетельствует начало роста мгновенной яркости (рис. 1, 2)) начинается ио- (рис. 5, c; 6, c). При дальнейшем повышении внешнего поля на низких частотах поле у анода достигает поля низация глубоких донорных центров VZn у анода [3], энергия ионизации которых больше энергии возбужде- ионизации донорных центров VZn и появляется участок ОДС S-типа (рис. 5, c). В варианте (-Al) с ростом Ts ния центров Mn2+, составляющей 2.4 eV. В результате этого растет ток Ip и уменьшается среднее поле в слое уменьшаются поля ионизированных донорных центров люминофора Fp, так как поле объемного заряда иони- VZn у катода и акцепторных центров VS у анода, что зированных вакансий VZn направлено против внешнего приводит к уменьшению тока туннельной эмиссии и поля. В итоге на низких частотах f 50 Hz на ВАХ тока Ip (рис. 5, a; 6, a). С ростом внешнего поля вначале появляется участок ОДС S-типа. На высоких частотах происходит ионизация донорных центров VZn, у анода ток f 200 Hz заряд Qp, перенесенный через слой лю- Ip резко возрастает, среднее поле Fp падает, появляется минофора, а следовательно, количество ионизированных участок ОДС S-типа, затем начинается ионизация акцепцентров и величины полей объемных зарядов уменьшены торных центров VS у катода, что приводит к падению тока Журнал технической физики, 2001, том 71, вып. 58 Н.Т. Гурин, О.Ю. Сабитов, А.В. Шляпин туннельной эмиссии и тока Ip. При дальнейшем возра- [7] Bringuier E. // Phil. Mag. B. 1997. Vol. 75. N 2. P. 209–228.

[8] Гурин Н.Т., Сабитов О.Ю. // ЖТФ. 1999. Т. 69. Вып. 5.

стании внешнего поля на низких частотах ток Ip вновь С. 65–73.

возрастает при падении поля Fp за счет продолжающейся [9] Гаряинов С.А., Абезгауз И.Д. Полупроводниковые прибоионизации донорных центров у анода и расширения ры с отрицательным сопротивлением. М.: Энергия, 1970.

области объемного заряда VZn. На высоких частотах 252 с.

f 200 Hz при малых Ts 1 s, пока не восстановилось [10] Гурин Н.Т., Шляпин А.В., Сабитов О.Ю. и др. // Письма исходное зарядовое состояние части донорных центров в ЖТФ. 2001. Т. 27. Вып. 4. С. 12–18.

VZn и связанное с ним поле усиливает поле у катода Fpc, [11] Yang K.-W.C., Owen S.J.T. // IEEE Trans. Electron. Dev. 1983.

сначала происходит ионизация акцепторных центров VS у Vol. ED-30. N 5. P. 452–459.

катода, и на ВАХ появляется ОДС N-типа (рис. 6, a). При [12] Крегер Ф. Химия несовершенных кристаллов / Под ред.

больших Ts поле объемного заряда донорных центров О.М. Полторака. М.: Мир, 1969. 654 с.

[13] Joseph J.D., Neville R.C. // J. Appl. Phys. 1977. Vol. 48. N 5.

VZn у катода падает, ионизации акцепторных центров не 1941–1945.

происходит и на ВАХ наблюдается только участок ОДС [14] Морозова И.К., Кузнецов В.А. Сульфид цинка: получение S-типа с последующим спадом тока (рис. 6, a). При и свойства. М.: Наука, 1987. 200 с.

этом участок последующего роста тока Ip не достигается ввиду недостаточности величины внешнего поля.

Необходимо подчеркнуть, что в непрерывном режиме возбуждения из-за смены направления внешнего поля в отличие от паузы между импульсами напряжения возбуждения в режиме однократного запуска с V(t) =рост тока туннельной эмиссии, тока Ip и мгновенной яркости L начинается при меньших значениях среднего поля Fp (рис. 1; 2; 5, a, c; 6, a, c).

Следует отметить, что увеличение мгновенной яркости свечения при появлении дополнительных пиков тока Ip (рис. 1, 2), обусловленных образованием объемных зарядов, указывает на возможность повышения яркости свечения ТП ЭЛИ за счет использования технологии изготовления ТП ЭЛИ, направленных на повышение концентрации вакансий цинка, и специальных режимов возбуждения.

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что работа ТП ЭЛИ в активном режиме проходит в условиях ионизации и перезарядки двух типов глубоких центров: донорных на основе VZn и акцепторных на основе VS, которые образуют объемные заряды в прианодной и прикатодной областях слоя люминофора.

Неравномерное распределение центров и легирующей примеси по толщине слоя обусловливает асимметрию электрических и световых характеристик ТП ЭЛИ при разных полярностях напряжения возбуждения, в том числе появление участков ОДС S- и N-типа на ВАХ при определенных условиях возбуждения.

Список литературы [1] Abu-Dayah A., Kobayashi S., Wager J.F. // Appl. Phys. Lett.

1993. Vol. 62. N 7. P. 744–746.

[2] Abu-Dayah A., Wager J.F., Kobayashi S. // J. Appl. Phys.

1993. Vol. 74. N 9. P. 5575–5581.

[3] Abu-Dayah A., Wager J.F. // J. Appl. Phys. 1994. Vol. 75.

N 7. P. 3593–3598.

[4] Singh V.P., Krishna S. // J. Appl. Phys. 1991. Vol. 70. N 3.

P. 1811–1819.

[5] Neyts K.A., Corlatan D., De Visschere P. et al. // J. Appl.

Phys. 1994. Vol. 75. N 10. P. 5339–5346.

[6] Bringuier E. // J. Appl. Phys. 1989. Vol. 66. N 3. P. 1314–1325.

Журнал технической физики, 2001, том 71, вып.

Pages:     | 1 | 2 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.