Нагревание светодиодных люминофоров при преобразовании энергии возбуждения в люминесценцию

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………… 5
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ПО ПРОБЛЕМЕ………………………….. 13
1.1 Светодиоды. Принципы работы ………………………………………. 13
1.2 Белый светодиод ……………………………………………………….. 17
1.2.1 Люминофоры для белого светодиода ………………………………… 21
1.3 Зависимость излучения СД от температуры………………………….. 27
1.3.1 Зависимость излучательных характеристик чипа от режимов
питания…………………………………………………………………… 28
1.3.2 Отвод тепла от СД………………………………………………………. 30
1.3.3 Теплоотвод………………………………………………………………. 33
1.3.4 Методы измерения температуры люминофора в СД………………… 34
1.4 Влияние температуры на люминесценцию ИАГ:Се люминофоров… 37
1.4.1 Энергетическая структура иона Ce3+ в решётке иттрий
алюминиевого граната………………………………………………….. 40
1.4.2 Механизм температурного тушения люминесценции YAG
люминофора……………………………………………………………… 43
1.5 Выводы по главе 1………………………………………………………. 44
2 МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ. МЕТОДЫ
ИССЛЕДОВАНИЙ СТРУКТУРЫ ЛЮМИНОФОРОВ………………. 46
2.1 Люминофоры для исследований………………………………………. 47
2.2 Морфология исследованных люминофоров……………………….….. 48
2.3 Элементный анализ люминофоров……………………………………. 52
2.3.1 Энергодисперсионный анализ при электронном возбуждении…… 52
2.4 Рентгеноструктурный анализ (XRD)…………………………………… 54
2.5 Выводы по главе 2………………………………………………………. 56
3 ИЗЛУЧАТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ИАГ ЛЮМИНОФОРОВ………… 57
3.1 Спектры возбуждения и люминесценции……………………………… 58
3.2 Спектры катодолюминесценции………………………………………. 66
3.3 Энергетический выход излучения люминофоров…………………….. 67
3.4 Цветовые характеристики исследованных люминофоров…………… 73
3.5 Кинетика релаксации люминесценции………………………………… 74
3.6 Выводы по главе 3………………………………………………………. 81
4 ПОТЕРИ ЭНЕРГИИ ВОЗБУЖДЕНИЯ В ЛЮМИНОФОРЕ СД…….. 83
4.1 Модель расчёта потерь энергии возбуждения………………………… 84
4.2 Расчёт минимальных потерь энергии при преобразовании………….. 90
4.3 Экспериментальная проверка нагрева люминофора при
возбуждении…………………………………………………………….. 95
4.4 Выводы по главе 4……………………………………………………… 101
5 ТЕМПЕРАТУРНОЕ ТУШЕНИЕ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ ИАГ:Се
ЛЮМИНОФОРОВ……………………………………………………… 103
5.1 Зависимость спектров люминесценции от температуры…………….. 103
5.2 Результаты исследования температурной зависимости тушения
люминесценции…………………………………………………………. 110
5.3 Зависимость цветности излучения от температуры………………….. 113
5.4 Модель температурного тушения люминесценции в ИАГГ:Се3+…… 116
5.5 Выводы по главе 5……………………………………………………….. 119
6 ИЗМЕНЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ЛЮМИНОФОРА ЗА СЧЁТ
ЭНЕРГИИ, ВЫДЕЛЯЮЩЕЙСЯ ПРИ ПРЕОБРАЗОВАНИИ
ИЗЛУЧЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ……………………………………….. 121
6.1 Методика измерения температуры нагрева…………………………… 124
6.2 Кинетика тушения люминесценции при воздействии лазерного
излучения………………………………………………………………… 128
6.3 Обсуждение результатов исследования влияния воздействия
лазерного излучения на тушение люминесценции…………………… 132
6.4 Выводы по главе 6………………………………………………………. 136
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………….…… 138
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ………….…… 144
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………………………….… 145