Введение 4
Глава 1. Люминесцения и свойтсва люминофоров 7
1.1 Люминесценция. Oснoвныe снятия 7
1.1.1 Спектры поглощения и возбуждения 7
1.1.2 Выход излучения, эффективность и яркость свечения светодиодов.. 10
1.1.3 Разгорание и затухание люминесценции 12
1.1.4 Спектры люминесценции при фoтoвoзбуждeнии и под воздействием
электронным пучком 14
1.2 Светодиоды белого свечения на основе люминофоров 20
1.2.1 Люминофоры 20
1.2.2 Светодиоды белого свечения на основе люминофоров 22
1.2.3 Пространственное расположение люминофора 26
Глава 2. Объект, метод исследований и описание экспериментальных
установок 30
2.1 Объект исследования 30
2.2 Метод исследований и описание экспериментальных установок 30
2.2.1 Методика импульсной катодолюминесцентоной спектрометрии с
наносекундным временным разрешением 30
2.2.2 Методика регистрации спектров импульсной
катодолюминесценции на базе оптоволоконного спектрометра AvaSpec.. 31
Глава 3. Исследование люминесцентных свойств люминофоров при
облучении электронными пучками 33
3.1 Исследование структуры и оптических свойств образца 33
3.2 Исследование интегральных спектров свечения 34
3.3 Исследование цветовых характеристик свечения 36
3.4 Исследование спектров свечения с временным разрешением 37
3.5 Исследование кинетики затухания люминесценции 38
3.6 Исследование влияния облучения на люминесцентные свойства
композитного люминофора 39
3.7 Исследование влияния плотности энергии возбуждения на кинетику
затухания люминесценции 41
3.8 Исследование влияния температуры на кинетику затухания
люминесценции 44
Глава 4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 47
4.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения
научных исследований 48
4.1.1 Оценка научного уровня исследования 48
4.1.2 SWOT-анализ исследования 49
4.2 Организация и планирование научно-исследовательских работ 50
4.2.1 Линейное планирование 51
4.3 Бюджет НТИ 54
4.3.1 Расчет материальных затрат 54
4.3.2 Затраты на оплату труда 55
4.3.3 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) 56
4.3.4 Накладные расходы 57
4.4 Определение ресурсоэффективности исследования 58
5.1 Анализ вредных факторов на рабочем месте 61
5.1.1 Санитарные требования к помещению лаборатории 62
5.1.2 Микроклимат 62
5.1.3 Уровень шума 63
5.1.4 Освещение 64
5.2 Анализ опасных факторов на рабочем месте 66
5.2.1 Электробезопасность 66
5.2.2 Расчет защитного заземления 68
5.2.3 Инструкции 70
5.3 Охрана окружающей среды 71
5.4 Защита в чрезвычайных ситуациях 72
Заключение 75
Список используемой литературы 76
В течение последних десятилетий технический прогресс в области изготовления и разработки светодиодов быстро развивается. Современные светодиоды в настоящее время характеризуются отличными оптическими характеристиками: прочностью, миниатюрностью, надежностью и высоким квантовым выходом излучения. В отличие от других источников света у светодиодов высокий к.п.д, процесс преобразования электрической энергии в световую имеет к.п.д близкий к единице. Очень важным и имеющим большое значение для человека является создание светодиодов дневного света. Это относится в первую очередь к промышленному и уличному освещению. Светодиоды излучают практически монохроматический свет. Однако на их основе можно создать источники белого света. Самые распространенные источники белого света, применяемые в системах освещения, создаются на основе полупроводниковых светодиодов, излучение которых полностью или частично используется для оптического возбуждения одного или нескольких люминофоров. В процессе работы светодиодов, чип внутри светодиода излучает коротковолновое излучение, люминофор поглощает энергию от этого излучения и переизлучает эту энергию в длинноволновой области спектра. Можно получить максимум излучения от светодиода, в его конструкции использован люминофор в случае, когда длина волны максимума поглощения люминофора совпадает с пиковой длинной волны излучения чипа. Таким образом, люминофор играет важную роль преобразователя энергии излучения в белых светодиодах и эффективность этого процесса во многом определяет характеристики светодиода. Немаловажное значение для эксплуатационных свойтсв светодиода имеет устойчивость люминофора к воздействию «жесткого» излучения, температуры.
Целью дипломной работы является исследование влияния облучения и температуры на спектрально-кинетические характеристики люминесценции композитных люминофоров.
Для достижения цели работы необходимо было решить следующие экспериментальные задачи:
• Исследовать спектрально-кинетические характеристики люминесценции композитного люминофора.
• Исследовать спектрально-кинетические характеристики люминесценции композитного люминофора после облучения электронным пучком высокой мощности.
• Исследовать спектрально-кинетические характеристики люминесценции композитного люминофора при высоких температурах.
Исследованы спектрально-кинетические и цветовые характеристики люминисценции композитного люминофора на основе силикона с внедренными кристаллами иттрий-алюминиевого граната при воздействии сильноточного электронного пучка.
1. Установлено, что в спектре ИКЛ композитного люминофора на основе ИАГ регистрируется две полосы свечения с максимумами на 390 и 530 нм с различными временами затухания. «Синяя» полоса затухает с постоянной времени ~ 20 нс, «желтая» ~ 1000 нс.
2. Показано, что при изменении плотности энергии возбуждения от 6 до 69 мДж/см кинетика люминесценции в полосе на 390 нм не изменятся, кинетика люминесценции в полосе на 530 нм изменяется в пределах 61,8 - 86,9 нс в коротковременной стадии, а в длинновременной стадии 1038 - 1208 нс.
3. Установлено, что интенсивное воздействие потоком ускоренных электронов на композитный люминофор не приводит к изменению его излучательных характеристик.
4. Показано что при изменении рабочей температуры от комнатной до 150 °С интенсивность свечения меняется не значительно, кинетика люминесценции укорачивается в полосе 530 нм от 685,8 до 426,4 нс.
Таким образом, можно отметить, что исследований композитный люминофор отвечает основным требования для его использования в светодиодах, обладает устойчивостью к деградации при облучении электронами, температурной устойчивостью.
