光致發(fā)光和電致發(fā)光譜

光致發(fā)光和電致發(fā)光譜什么(shénme)是發(fā)光？光輻射有平衡輻射和非平衡輻射兩大類，即熱輻射和發(fā)光。任何物體只要具有一定的溫度，則該物體必定具有與此溫度下處于熱平衡狀態(tài)的輻射(紅光、紅外輻射)。非平衡輻射是指在某種外界作用的激發(fā)下，體系偏離原來的平衡態(tài)，如果物體在回復到平衡態(tài)的過程中，其多余的能量以光輻射的形式釋放出來，則稱為發(fā)光。因此發(fā)光是一種(yīzhǒnɡ)疊加在熱輻射背景上的非平衡輻射，其持續(xù)時間要超過光的振動周期。第二頁，共48頁。2因此，物體發(fā)光(fāɡuānɡ)有以下兩個基本特征。

1.任何物體在一定溫度下都具有平衡熱輻射，而發(fā)光是指吸收外來能量發(fā)出的總輻射中超出平衡熱輻射的部分。

2.當外界激發(fā)源對材料的作用停止后，發(fā)光還會持續(xù)一段時間，稱為余輝。這是固體發(fā)光與其他光發(fā)射現(xiàn)象的根本區(qū)別。一般以持續(xù)時間10-8s為分界，短于10-8

s的稱為熒光，長于10-8s的稱為磷光。第三頁，共48頁。3一.光致發(fā)光譜1光致發(fā)光(fāɡuānɡ)發(fā)光(fāɡuānɡ)基本原理光致發(fā)光光譜的實驗(shíyàn)裝置及方法23光致發(fā)光的應用(yìngyòng)第四頁，共48頁。41.1光致發(fā)光的定義(dìngyì)所謂光致發(fā)光（Photoluminescence簡稱PL），是指物體依賴外界光源進行照射(zhàoshè)，從而獲得能量，產(chǎn)生激發(fā)導至發(fā)光的現(xiàn)象。也指物質吸收光子（或電磁波）后重新輻射出光子（或電磁波）的過程。1.從量子力學理論上，這一過程可以描述為物質(wùzhì)吸收光子躍遷到較高能級的激發(fā)態(tài)后返回低能態(tài)，同時放出光子的過程。光致發(fā)光是多種形式的熒光（Fluorescence）中的一種。光致發(fā)光的基本原理1.第五頁，共48頁。51.2光致發(fā)光的基本原理設一系統(tǒng)的能級結構如圖，E0為基態(tài)能量，E1-E6為激發(fā)態(tài)，受到激發(fā)后，若系統(tǒng)從能級E0躍遷到E5，由于從E2-E5能級間相距很近，可通過非輻射性級聯(lián)過程發(fā)射聲子，由E5能級降到E2能級，從E2到E1或E0的能級間距較大，則可能通過發(fā)射光子的輻射性躍遷來完成，這時就可觀測到發(fā)光，在這種情況(qíngkuàng)下發(fā)射的光子能量分別為非輻射衰變(shuāibiàn)過程E6E5E4E3E2E1E0激發(fā)(jīfā)過程輻射衰變過程第六頁，共48頁。6（1）發(fā)光(fāɡuānɡ)中心進行輻射躍遷過程的實體即是發(fā)光中心，它是發(fā)光體中被激發(fā)的電子躍遷回基態(tài)(或與空穴復合)發(fā)射出光子的特定中心。發(fā)光體吸收外界的能量以后，經(jīng)過傳輸、轉換等一系列過程，最后以光的形式發(fā)射出來。光的發(fā)射對應著電子在某些能級之間的躍遷。如果所涉及的能級是屬于一定(yīdìng)的離子、離子團或分子時，這種離子、離子團或分子就稱為發(fā)光中心。分立發(fā)光中心被激發(fā)的電子沒有離開中心而回到基態(tài)產(chǎn)生發(fā)光。復合發(fā)光中心電子被激發(fā)后離化，與空穴通過特定中心復合產(chǎn)生發(fā)光。第七頁，共48頁。7兩種不同形式(xíngshì)的發(fā)光光致發(fā)光大致經(jīng)歷吸收、能量傳遞和光發(fā)射三個主要階段。光的吸收和發(fā)射都是發(fā)生在能級之間的躍遷，都經(jīng)過激發(fā)態(tài)，而能量傳遞則是由于激發(fā)態(tài)的運動，激發(fā)光輻射的能量可直接(zhíjiē)被發(fā)光中心吸收，也可被發(fā)光材料的基質吸收。在第一種情況下，發(fā)光中心吸收能量向較高能級躍遷(yuèqiān)，隨后躍遷(yuèqiān)回到較低能級或基態(tài)能級而產(chǎn)生發(fā)光。在第二種情況下，基質吸收光能，在基質中形成電子空穴對，他們可能在晶體中運動，或被束縛在各個發(fā)光中心上，電子與空穴復合而引起發(fā)光，這種發(fā)光叫做復合發(fā)光。第八頁，共48頁。8當發(fā)光中心離子處于基質的能帶中時，會形成一個局域能級(néngjí)，處在基質導帶和價帶之間，即位于基質的禁帶中。不同的基質結構，發(fā)光中心離子在禁帶中形成的局域能級(néngjí)的位置部同．從而在光激發(fā)下．會產(chǎn)生不同的躍遷、導致不同的發(fā)光色。第九頁，共48頁。9（2）激活(jīhuó)和激活(jīhuó)劑晶體中對完整周期點陣或結構(jiégòu)的任何偏離都是缺陷。在發(fā)光材料的基質晶體中加入某種雜質，造成結構(jiégòu)上的缺陷，由于這種結構(jiégòu)缺陷，使原來不發(fā)光或發(fā)光很微弱的材料產(chǎn)生發(fā)光，這種作用叫做激活，所加入的雜質稱為激活劑。敏化劑（促進作用）猝滅劑（削弱(xuēruò)作用）共激活劑自激活（不加激活劑，因基質晶體中自身結構缺陷而產(chǎn)生發(fā)光）第十頁，共48頁。10（3）位形坐標圖位形坐標曲線(qūxiàn)是解釋電子－聲子相互作用的一種物理模型，用一個坐標來代表離子的位置，作為橫軸；縱軸表示電子-離子系統(tǒng)的能量，包括電子能量和離子勢能，這就是位形坐標曲線(qūxiàn)。如圖，曲線代表離子位置變化(biànhuà)時系統(tǒng)的能量的改變情況，也可以看作是電子在某一狀態(tài)時離子的勢能曲線。下面一條曲線是在基態(tài)時系統(tǒng)的能量隨位形坐標的變化(biànhuà)，上面一條對應電子在激發(fā)態(tài)時系統(tǒng)的能量隨位形坐標的變化(biànhuà)。A到B是吸收，C到D代表發(fā)光，E是電子基態(tài)和激發(fā)態(tài)的能量差，水平短橫線代表離子的振動能級。第十一頁，共48頁。11吸收光譜是描述吸收系數(shù)隨入射光波長(bōcháng)變化的譜圖，發(fā)光材料對光的吸收遵循式中——波長為A的人射光的初始強度；——入射光通過厚度為x的發(fā)光材料后的強度；——不隨光強但隨波長變化的一個系數(shù)，稱為吸收系數(shù)。（4）吸收光譜(xīshōuɡuānɡpǔ)（Absorptionspectrum）發(fā)光材料的吸收光譜主要決定于材料的基質，而激活劑和其他雜質對吸收光譜也有一定的影響。被吸收的光能一部分輻射發(fā)光，一部分能量以晶格振動等非輻射方式(fāngshì)消耗掉。大多數(shù)發(fā)光材料主吸收帶在紫外光譜區(qū)。發(fā)光材料的紫外吸收光譜可由紫外-可見分光光度計來測量。第十二頁，共48頁。12激發(fā)(jīfā)光譜是指發(fā)光材料在不同波長光的激發(fā)(jīfā)下，該材料的某一發(fā)光譜線和譜帶的強度或發(fā)射效率與激發(fā)(jīfā)波長的關系。（5）激發(fā)光譜（Excitationspectrum）激發(fā)光譜反應了不同波長的光激發(fā)材料的效果。根據(jù)激發(fā)光譜可以確定激發(fā)該發(fā)光材料使其發(fā)光所需的激發(fā)光波長范圍，并可以確定某發(fā)射譜線強度最大時的最佳(zuìjiā)激發(fā)光波長。激發(fā)光譜對分析發(fā)光的激發(fā)過程具有重要意義。第十三頁，共48頁。13發(fā)射光譜是指發(fā)光材料在某一特定波長光的激發(fā)下，所發(fā)射的不同(bùtónɡ)波長光的強度或能量分布。（6）發(fā)射光譜(fāshèɡuānɡpǔ)（光致發(fā)光譜/Emissionspectrum）許多發(fā)光材料的發(fā)射光譜是連續(xù)譜帶，由一個或幾個峰狀的曲線所組成，這類曲線可以用高斯函數(shù)表示。還有一些材料的發(fā)射光譜比較窄，甚至呈譜線狀。這種發(fā)射光譜如果以發(fā)射光的能量分布來做圖稱為(chēnɡwéi)光譜能量分布圖（SED）。對于發(fā)光材料，發(fā)射光譜及其對應的激發(fā)光譜是非常重要的性質，激發(fā)、發(fā)射光譜通常采用紫外—可見熒光分光光度計進行掃描。第十四頁，共48頁。14當外部光源如紫外光、可見光甚至激光照射到光致發(fā)光材料(cáiliào)時，發(fā)光材料(cáiliào)就會發(fā)射出特征光如可見光、紫外光等，發(fā)光過程一般由以下幾個過程構成(1)基質晶格或激活劑(或稱發(fā)光中心)吸收激發(fā)能。(2)基質晶格將吸收的激發(fā)能傳遞給激活劑。(3)被激活的激活劑發(fā)出熒光而返回基態(tài)，同時伴隨有部分非發(fā)光躍遷，能量以熱的形式散發(fā)。光致發(fā)光的過程(guòchéng)整個(zhěnggè)發(fā)光過程示意圖如圖所示。熒光粉的光致發(fā)光過程A激活劑第十五頁，共48頁。151.吸收(xīshōu)過程Y2O3：Eu3+吸收光譜第十六頁，共48頁。16設離子(lízǐ)的平均位置用R表示，采用簡諧近似則離子(lízǐ)受到偏離中心R0的回復力為：F=-K(R-R0)在某個電子狀態(tài)(zhuàngtài)下離子的勢能（離子晶格振動能）可以表示為按照量子力學簡諧振子的能量表示為：為振子頻率基態(tài)和激發(fā)態(tài)的位形拋物線形狀有差別，最低點也不同。即k不同，R0不同。這種差別來源于基態(tài)與激發(fā)態(tài)與晶格的作用不同?！鱎=R0ˊ－R0第十七頁，共48頁。17光學吸收躍遷是垂直的。當發(fā)光中心吸收了發(fā)光能時，系統(tǒng)的能量將由基態(tài)豎直的躍遷到激發(fā)態(tài)。原因(yuányīn)是從基態(tài)向激發(fā)態(tài)的躍遷是電子的，而水平位移是核的，距離只是核間距，電子的激發(fā)時間很短，電子的運動比核快很多，激發(fā)結束的瞬間系統(tǒng)的位形沒能來得及發(fā)生變化。所以電子躍遷可以很好地近似看作在靜態(tài)環(huán)境內進行。按照(ànzhào)弗蘭克－康登原理：第十八頁，共48頁。18光吸收的躍遷從最低振動能級(也即v=0，v是振動量子數(shù))處開始的，因此在振動波函數(shù)有最大值的R0處最可能發(fā)生躍遷。躍遷結束在激發(fā)態(tài)拋物線的棱上，因為(yīnwèi)此處激發(fā)態(tài)的振動能級取得最大值，此躍遷對應于吸收帶的最大?；鶓B(tài)偏離R0處（v>0）也會產(chǎn)生吸收躍遷，但幾率降低。這樣導致吸收譜具有一定的寬度。R0處對應的吸收能量為E0，則拋物線左側和右側對應能量分別高于和低于E0。位形坐標與對應的寬帶吸收(xīshōu)示意吸收(xīshōu)譜的寬度取決于基態(tài)和激發(fā)態(tài)拋物線最低值R的差值(△R)第十九頁，共48頁。19位形坐標與對應(duìyìng)的吸收譜如果△R＝o，則一條拋物線位于另一條的正上方，吸收躍遷的帶寬消失，吸收寬帶變成窄線。這是因為當△R＝0時，v＝0和v’＝0能級之間的振動重疊最大，因為振動波函數(shù)在R＝R0時有最大值，吸收譜呈現(xiàn)一條線狀譜峰，對應于v＝0向v’＝0的躍遷。由于此類躍遷不涉及振動，所以此躍遷被稱為零振動或無聲子躍遷。然而，如果△R≠0，則v＝0與幾個v’＞0能級間有最大的振動重疊，就可以觀察到寬帶吸收。吸收帶越寬，則△R值越大。吸收譜的寬度可以表征(biǎozhēnɡ)激發(fā)態(tài)和基態(tài)之間的△R值的大小。

第二十頁，共48頁。20通常(tōngcháng)把△R＝0的情況叫作弱耦合方式，△R＞0的情況叫作中耦合方式，△R≥0的情況叫作強耦合方式，△R值用于量度相互作用的強度。位形坐標與對應(duìyìng)的吸收譜耦合：電子與晶格(jīnɡɡé)振動相互作用?！鱎反映了這種耦合的強度。在較高溫度下，起始狀態(tài)也可能是v＞0的能級，這樣會使吸收帶更寬。第二十一頁，共48頁。21除了發(fā)光中心吸收外界能量，基質(jīzhì)晶格也會吸收能量，通過兩種方式：基質晶格(jīnɡɡé)吸收1、產(chǎn)生(chǎnshēng)自由電子和空穴；光躍遷屬于電荷躍遷類型。2、產(chǎn)生(chǎnshēng)電子-空穴對（激子）。前者需要的能量超過材料的帶隙；后者可以略小于帶隙。ZnS型半導體基質吸收第二十二頁，共48頁。22發(fā)光材料吸收激發(fā)能將發(fā)光中心帶到激發(fā)態(tài)的高振動能級。然后，中心首先回到激發(fā)態(tài)的最低振動能級，將多余能量傳給周圍離子，也可以(kěyǐ)說原子核調整到新的激發(fā)態(tài)位置，這樣原子間距離等于激發(fā)態(tài)平衡距離，位形坐標改變了△R，此過程稱為弛豫。2.始于激發(fā)態(tài)的光輻射返回(fǎnhuí)基態(tài)：發(fā)光體系從激發(fā)態(tài)的最低振動能級發(fā)光而返回基態(tài)，此過程(guòchéng)遵循與吸收過程(guòchéng)同樣的定則。體系返回基態(tài)可能會將能量差以光的形式釋放出，這就是發(fā)光；也可能以其他能量而不是光子的形式釋放出，這就是非輻射返回。第二十三頁，共48頁。23從激發(fā)態(tài)的最低振動能級，系統(tǒng)可以自發(fā)的返回(fǎnhuí)基態(tài)并發(fā)射輻射，通過發(fā)射，中心回到基態(tài)的高振動能級，然后再次弛豫回到基態(tài)的最低振動能級，由于存在弛豫過程，發(fā)射峰要比吸收峰處于更低的能量區(qū)域。如圖。LaOCl中Bi3+發(fā)射(fāshè)光譜和激發(fā)（或吸收）光譜，激發(fā)帶的最大值和發(fā)射(fāshè)帶的最大值之間的差值稱為斯托克斯（stokes）位移，很顯然△R越大，斯托克斯位移越大，吸收帶越寬。第二十四頁，共48頁。24斯托克斯定律（Stoke’slaw）發(fā)光材料的發(fā)射光波長一般總是大于激發(fā)光波長，這稱為斯托克斯定律，激發(fā)光波長（或能量）與發(fā)射光波長（或能量）之差稱為斯托克斯位移，或者說發(fā)光的光子(guāngzǐ)能量通常要小于激發(fā)光子(guāngzǐ)的能量。即材料吸收高能量的短波輻射，而發(fā)射出低能量的長波輻射。反斯托克斯效應（Anti-stoke’seffect）物質的發(fā)射光波長短于激發(fā)(jīfā)光波長，稱為反斯托克斯效應，它在實際上是存在的。但是它的強度很低，常常被看作是一種例外情況，沒有實用價值。第二十五頁，共48頁。25當發(fā)光材料吸收光被激發(fā)后，體系(tǐxì)會從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)，然而從激發(fā)態(tài)向基態(tài)的發(fā)光躍遷返回不是唯一的過程，另一種可能是非輻射返回．也就是不發(fā)光的非輻射返回。非輻射過程總是與輻射過程競爭．由于發(fā)光材料最重要的要求是更高的光輸出，所以要求此材料中輻射過程必須比非輻射過程有更高的概率。非輻射返回基態(tài)材料吸收的能量中不通過輻射(發(fā)光)放出的部分會消散于晶格中(非輻射過程)，所以必須抑制(yìzhì)與發(fā)光過程競爭的非輻射過程。然而，也有的非輻射過程促進光的輸出，也就是保證更有效地激勵發(fā)光激活劑和促進發(fā)光能級的占據(jù)。第二十六頁，共48頁。26下表給出了某些(mǒuxiē)重要光致發(fā)光材料的量子效率，到目前為止，尚未得到量子效率為100%的材料。第二十七頁，共48頁。27之前我們曾假設從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)完全是通過輻射這一途徑來完成(wánchéng)的，實際并非如此，事實上有許多中心是根本不發(fā)光的。第二十八頁，共48頁。28光致發(fā)光的實驗裝置(zhuāngzhì)和方法2.2.1.實驗(shíyàn)裝置1.光源(guāngyuán)

發(fā)光光譜測量需要單色性好的光源，而激發(fā)譜的測量則要求在所需能量范圍內具有較平滑的連續(xù)光譜的光源。白熾燈可以產(chǎn)生較好的連續(xù)譜，但貧于紫外成分，所以很少用于波長低于450nm的情形，汞燈和氙燈是常用的兩種具有線狀譜的光源，汞燈有高壓的和低壓的，低壓汞燈線狀譜較銳，高壓汞燈工作在高溫高壓下，原子譜線展的較寬。但作為紫外光源，二者共同的缺點是在可見光區(qū)和紅外光區(qū)有較大的輸出，另一種常見的紫外光源是氘燈，雖然它的光強度較低，但具有很好的紫外連續(xù)譜，且可見光成分很少。第二十九頁，共48頁。29和經(jīng)典光源相比，激光具有強度大，會聚性，單色性好而噪聲低等優(yōu)點，常用的連續(xù)工作(gōngzuò)氣體激光器有氦氖激光器，氬離子激光器和氮分子激光器，固體激光器則有紅寶石激光器，半導體激光器光源碘鎢燈汞燈疝燈氘燈GaAsLEDGaAs激光器氦氖激光器氬激光器氪激光器氮激光器染料激光器波長范圍（nm）可見光區(qū)和紅外光區(qū)紫外區(qū)和可見光區(qū)可見光區(qū)紫外區(qū)930-940837.0-905.0632.8514.5，488.0和457.9之間的線647.1，520.8和476.2之間的線337.1和540.1430到660可調功率150W100-200W200W20W200mW1W100mW50-700mW30-200mW100，10kW為氬激光器的15-20%第三十頁，共48頁。302.單色儀和濾光片單色儀是用來把激發(fā)光源的多色光變成單色光，或者將樣品所發(fā)出的寬譜帶分解為單色成分，以便獲得(huòdé)其發(fā)光光譜，常用的單色儀依其中的色散元件不同，有棱鏡單色儀和衍射光柵單色儀棱鏡(léngjìng)單色儀及其原理第三十一頁，共48頁。31平面光柵單色儀的工作原理是光源發(fā)出的光均勻地照亮在入射狹縫S1上，S1位于離軸拋物鏡M1的焦面上。光經(jīng)過M1平行照射到光柵上，通過光柵衍射(yǎnshè)的衍射(yǎnshè)作用色散為分開的波長（顏色）。經(jīng)過衍射(yǎnshè)的光回到M1，經(jīng)M1反射的光經(jīng)過聚焦反射鏡M2，利用每個波長離開光柵的角度不同會聚到S2出射狹縫上，最后照到光電接受元件上。由于光柵的衍射(yǎnshè)作用，從出射狹縫出來的光線為單色光。當光柵轉動時，從出射狹縫里出來的光由短波到長波依次出現(xiàn)，并且通過電腦控制可精確地改變出射波長。第三十二頁，共48頁。32色散分辨率和光通量透過能力是單色儀性能的兩個重要指標，前者決定了單色儀輸出(shūchū)光的單色性，而后者則表示光通過單色儀時的光強損失。一般來說光柵單色儀與相同尺寸的棱鏡單色儀相比，有較高的光通量透過能力。但有時(yǒushí)出現(xiàn)多級衍射譜線的問題，棱鏡單色儀透過能力較弱，但有雜散光低的優(yōu)點，不出現(xiàn)多級譜線，第三十三頁，共48頁。33濾光片濾光片是最簡單而有效地產(chǎn)生單色光或一定寬度的輻射帶的光學元件，使用不同的濾光片可形成很窄（<1nm）的或很寬(-100nm)的帶通，好的濾光片峰值(fēnɡzhí)波長透過率可達到80%以上，選擇合適的濾光片還可以消除光柵單色儀多級譜線對測量光譜的干擾。濾光片價格低廉，使用方便，但不如單色儀更便于波長的選擇。第三十四頁，共48頁。343.信號(xìnhào)接收設備信號接收設備包括光探測器,信號放大(fàngdà)(或恢復)器和記錄儀。光探測器的作用是將光信號轉變?yōu)殡娦盘?，他常常是發(fā)光測量中很重要的一個環(huán)節(jié)。因為他的檢測波長范圍，響應時間或信噪比可能成為對測量精確性的限制因素。在可見光和近紅外波段，常用的光探測器是光電倍增管和硫化鉛紅外探測器?？筛鶕?jù)具體需要(xūyào)選擇合適的種類和型號。由光探測器輸出的電信號一般很微弱。需要由信號放大器進行放大，然后才能推動記錄儀。常用的信號放大器有測量放大器（選頻放大器）。后者使用鎖相技術，從而大大提高了信噪比。第三十五頁，共48頁。354.低溫(dīwēn)恒溫箱低溫(dīwēn)下進行的發(fā)光測量，?？傻玫阶V線窄而強度大的光譜，從而給出更多的信息，這就需要將樣品放入一個光學測量用的低溫(dīwēn)恒溫箱內，下圖（a）為一簡易的玻璃液氮杜瓦瓶，在瓶壁金屬鍍層上開有合適的窗口，以便激發(fā)光射入和樣品所發(fā)射光束的射出，（b）是與之配用的簡易樣品架的示意圖，支撐桿A要用不銹鋼管等低熱導率材料制成，以減少冷耗，樣品臺B為六角架，以便一次裝入多個樣品，使用時將樣品用萬能膠粘在臺上即可。低溫恒溫箱(a)ABS樣品架（b）第三十六頁，共48頁。362.2.實驗(shíyàn)方法1.光致發(fā)光譜（PL譜）光致發(fā)光譜測量用的基本實驗裝置配置如圖。其中Ｅ為激發(fā)光源，視具體(jùtǐ)要求和現(xiàn)有條件可選用汞燈，氙燈或波長合適的激光器，必要時可附加單色儀或濾光片以改善光源的單色性。低溫恒溫箱Ａr＋laserEM單色儀PMCH鎖相放大器記錄儀R試樣L1L2第三十七頁，共48頁。37R為光路系統(tǒng)中的反射鏡，L1,L2為聚光透鏡，M為單色儀，C為低溫恒溫箱，CH為鎖相放大器配用的斬波器，為了盡可能的得到大的信號，要仔細(zǐxì)調整光路系統(tǒng)，使試樣發(fā)射的光束聚焦于單色儀的入射光縫上，而使樣品反射的激發(fā)光束偏離光縫，在X-Y記錄儀上，Y軸記錄的是經(jīng)由光電倍增管檢測，鎖相放大器放大的光電信號，X軸上記錄的是單色儀進行波長掃描時的波長讀數(shù)，將記錄的實測曲線，經(jīng)對系統(tǒng)的光譜響應校正后，即得試樣的PL譜。燃燒法CaS:Eu,Sm樣品(yàngpǐn)的熒光發(fā)射光譜第三十八頁，共48頁。383光致發(fā)光的應用(yìngyòng)1.對輻射(fúshè)復合機制的判斷基于不同復合機制的發(fā)光有它不同的特點，實驗上可根據(jù)實測光譜的特征(tèzhēng)來對引起發(fā)光的復合機制進行分析，做出判斷。2.對未知雜質的鑒定

在某些雜志中心參與的復合機制引起的發(fā)射光譜中，譜線所示能量與雜志原子核的質量有關，在這種情況下，同種元素的不同同位素在同一晶格相同位置形成的雜志中心所引起的發(fā)光光譜，將發(fā)生能量移動，稱為同位素移動，利用不同同位素參雜，觀測它們PL譜的變化可以確認PL譜中的某個（或某些）成分與該種雜質中心是否相關。第三十九頁，共48頁。393.對雜質(zázhì)缺陷能級的測定雜質缺陷中心參與的各種發(fā)光過程(guòchéng)對應的光譜線（或譜帶）的能量位置與該雜質中心的能級有確定的關系，由實測PL譜線（或譜帶）的能量位置推斷雜質，缺陷中心的能級位置，這是常用的一種測定能級位置的方法第四十頁，共48頁。40

電致發(fā)光（Electro-luminescent簡稱EL）是一種直接電能轉換成光能的過程。這種發(fā)光不存在尤如白熾燈那樣先將電能轉變成熱能，繼而使物體溫度升高而發(fā)光的現(xiàn)象，故將這種光稱之為冷光。電致發(fā)光一般可分為低場和高場下的發(fā)光，p-n結發(fā)光是注入式電致發(fā)光(InjectionEL)，主要是低場發(fā)光。那些(nàxiē)不易做成兩種導電類型(P型和N型)而借助于M-S(金屬-半導體)或MIS(金屬-絕緣體-半導體)結構得到的發(fā)光是一種本征式電致發(fā)光(IntrinsicEL)，主要是高場發(fā)光。前者是發(fā)光二極管（LED）和半導體激光器的基礎。二.電致發(fā)光譜除光輻射可以激發(fā)發(fā)光(fāɡuānɡ)外，電場等也可激發(fā)發(fā)光(fāɡuānɡ)。第四十一頁，共48頁。41

電致發(fā)光譜基本原理實驗裝置(zhuāngzhì)和方法應用(yìngy