固体发光是指固体物质在外部能量刺激下,将其吸收的能量转化为光能的现象。这种现象有两个基本特征:一是物体在一定温度下会有热辐射,而固体发光则是物体吸收外来能量后所发出的辐射中超过热辐射的部分;二是当外界激发源停止作用后,固体发光还会继续一段时间,称为余辉[1][2][3]。
特征
固体发光有两个基本特征:①任何物体在一定温度下都有热辐射,发光是物体吸收外来能量后所发出的总的辐射中,超出热辐射的部分。②当外界的激发源对固体的作用停止后,发光还持续一段时间,称为余辉。发光是将吸收的能量改变为光能的过程,所以发光的研究必须遍及从吸收到发光的全过程,而不能只限于发光跃迁。它的过程大体可分为三个阶段:①激发能量的吸收及发光体跃迁到非平衡状态。②发光体内激发能的调整。③发光体发出光来,回到平衡状态。前两个过程决定于激发方式,后一过程受激发方式影响较小。
分类
固体发光的激发方式是其技术应用的依据,一般是按激发方式划分:①光致发光。即用紫外线激发可得到可见区的各种光谱的发光。②阴极射线发光。分为真空阴极射线发光和固态阴极射线发光两种:前者是在真空中加速的电子轰击发光屏而使它发光;也包括平板显示中的低压荧光显示(VFD),是用加热阴极的方法释放电子,提供初电子;场发射显示(FED),是用电场释放阴极电子的方法,提供电子。后者是用在固体中加速的电子轰击发光体而产生发光。③X射线及γ射线发光。它们是高频电磁波,在照射物体时可产生光电效应、康普顿效应、电子–正电子对等,当能量减小到和激发发光所需要的能量数值相近时,才能引起发光的激发。④注入复合发光。分为PN结发光和有机场致发光:前者是半导体同质结和半导体异质结在施加低电压后的发光;后者是有机小分子或聚合物在高电场下的发光。⑤带电粒子激发发光。α、β射线等带有正、负电荷的离子,轰击物体时的发光。⑥场致发光。无机化合物在高电场下的发光。⑦化学发光。即化学变化中释放的能量,以光的形式发射出来。⑧生物发光。即生物过程中将能量转化为发光。⑨结晶发光。即结晶时释放能量,以光的形式发射出来。⑩摩擦发光。即摩擦中产生的能量,以发光的形式发射出来。其中,真空阴极射线发光、X射线及γ射线激发发光、高能粒子激发发光中,粒子的能量很高,激发不均匀,都会形成激发通道。它们将产生光电效应、康普顿效应、电子–正电子对、二次电子等和发光无关的效应,但能量降低后可形成激发态。但经过能量调整,达到发光过程都和光致发光类似,所以在作发光研究时多以光致发光作为依据。