材料导论课件.ppt

材料导论
Position
E
H
l
光的传播
X-radiation
Microwaves
g-radiation
UV
IR
Radio waves
10-6 10-3 .3 光学性质的应用
E0
Incoming electron
E1 + E2 + E3 + E4 + E5 = E0
E1
E2
E3
E4
E5
X-ray fluorescent analysis(X萤光分析）
Ka l =
DE =  10-15J
Kb l =
DE = 10-15J
La l =
DE = 10-15J
where K = 1s2 level
L = 2s2p6 level
M = 2s2p6d10 level
Copper
K
L
M
铜
Characteristic
peaks
Continuous radiation
High-energy
stimulus
La
Kb
Ka
lswl
Intensity of emitted radiation
Low-energy
stimulus
Energy
Wavelength
Short wavelength limit
Fluorescence(萤光)
reemission occurs for times much less than one second
Phosphorescence(磷光)
for longer times
LUMINESCENCE (发光)
再发射时间较长
再发射时间短于1秒
Photon
Stimulus
Valence band
No Eg l very long
e－
e－
金属
激励
光子
价带
萤光材料
Stimulus
Photon
Conduction band
Valence band
e－
e－
Eg
激励
光子
价带
Trap Ed
Eg
Stimulus
Conduction band
Valence band
e－
e－
e－
磷光材料
激励
光子
价带
松弛时间，材料常数
撤除光源后的时间
初始光强
时间t光强
例题：为电视机的蓝色选择一种材料
10-5cm，其光子能量为
SOLUTION
查表找到CaWO4， 10-5cm，松弛时间为4 10-6s，正好作为蓝光材料，但不能产生磷光。
10-19J，可提供一个(-) 10-19 = 10-19 J的中间带隙于是选ZnS为杂质材料，可以产生磷光。


CaWO4
ZnS
Eg-Ed
Eg
Electroluminescence
light-emitting diodes (LEDs)
I
silver contact
n-type
p-type
+
电致发光
电子 ＋ 空穴　　　hn
Incident photon
hn  Eg
光导性
n-type
p-type
Voltage
produced
e－
h+
太阳能电池
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation.
Coherent
beam
Flash lamp
Ruby
Power source
激光
电弧灯
反射前
晶体中部
反射后
基态Cr原子
激发Cr原子
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
完全镀银
部分镀银
Holes
Excited electrons
Valence band
Photon emission
Conduction band
Eg
(a)
Valence band
Conduction band
Recombined excited
electron and hole
(b)
完全镀银
部分镀银
Valence band
Conduction band
New excited
electron
New hole