Электролюминесцентный прибор

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТВДЬСТВУ(45) Дата опубликования описания 13,10,77 Государственный нсматет ьааата ВЬестроа Ссср аа делам нзобретенай к аткрмтнй(72) Авторы изобретения Одесский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им, И. И. Мечникова(54) ЭЛЕКТРОЛ 10 МИНЕСЦБНТНЫЙ ПРИБОР Изобретение огносится к источникам видимого света и может найти применение в оптоэлектронике и светотехникв.Известны электролюминесцентные источ,ники света ,различного типа, Электролюмияесцентные конденсаторы в основном на основе порошков сульфида цинка дают электролюминвсценцию, которая возникает в сильных электрических полах, что требует приложения достаточно большого перемен ного напряжения (50-300 В). Указанные приборы обладаюг значительной инерционностью ( 10 сек).У электролюминесцентных конденсаторов на основе субпиматфосфоров рабочее наб пряжение может быть значительно снижено1 . Инжекционные диоды (светодиоды) имеют быстродействие на четыре-шесть порядков выше, чем у электролюминесцентных конденсаторов. Светодиоды требуют большой хО плотности токов (,10-150 а/см).,При малых плотностях тока возврастает долябезизлучательной составляющей, обусловленной ре - " комбинацией в области пространственного заряда, а при больших плотностях возникает Ъ 2необходимость отвода тепла от прибора. Этинедостатки присущи ы светодиодам на основегвтеропвреходов 1 2 1,Наиболее близким техническим решениемк изобретению является светодиод на основегвтеронерехода полупроводниковый крнсталлкристалл с ионной проводимостью.В качестве материала с ионной проводимостью реализуется слой А Р Оз сдобавкой й о О,Однако использование в конструкции ма"гериала с ионной проводимостью не даетвозможности значительно снизить пороговые,и рабочие токи электролюминесценции.Цель изобретения - достижение низкихзначений пороговых и рабочих токов электролюминесценции при яркостиизлучения науровне промышленных образцов,Это достигается тем, что в известной конструкции электролюминесцентного прибора на основе гетвроперехода с активирующим компонентом, излучающего в видимой области спектра, а в качестве гвтеропврехода использован,йо Сх-беО, а активиру3ющим компонентом являются металлоклвстеры натрия размером 50-100 А.На фиг. 1 представлена конструкция прибора в процессе изготовления; на фиг, 2 спектральная характеристика прибора; нафиг, 3 - диаграмма кластернзованного гетероперахода йаС 2- еОПрибор содержит монокристаллическуюпленку 1, никелевый контакт 2, монокряо 1,таддический Ма СР 3, насьпценный метал Оаокдастерным растворомЯеО", пленкуЙа.0 4, полупрозрачную пленку 8 адюминия и влюминиевый онтакт 6,Конструктивно привод представляет. собойтонкопленочный гетеропереход между моно-И 5кристаллической пленкой хдорнда натрия сраспределенными в ней. метвдлокластэрвми,в виде кввзиметаддических центров кодлоидной дисперсности (КМЦ) и йленкой двуокиси германия. Тсдщинв слоя МОСР доводится до 1,0 мкм с диаметром рабочей части 0,8-1 мм. Цилиндрическая лунка создает.ся высверливанием с.дальнейшим аниэотропным травлением. Конус имеет,угол 120150 .На лунках с углом менее;130,получаются более высыкоомные контакты. (:о стороны конической лунки. напыдядся никелевыйконтакт (фиг. 1, б), с другой стороны образца создают КМЦ (фиг. 1, в); 1 Ъщстинку 3,хлорида натрия подвергают обработке пуч.ком атомов кадмия, оторый специально возбуждают катодным распылением вдмиевогодиска в атмосфер вргона, Взаимодействие,атомов кадмия с хпоридом натрия стимудкрует формирование в структуре коцпояинь 1 х.центров окраски с квюющеталличвскими свойствами,Насыщение пленки хдоридв натрия код р доидиыми центрами сопровождается ее окрв шиввнием с характерным максимумом оптического поглощения у Д д 570 мм, Введение в расплав прн выращивании исходных.кристаллов клорида натрия 0,1 мол. Ъ,д Сс 1 СР приводит к увеличению максимума коллоидного поглощения и.сводит к ми нимуму вероятность формирования в пленке других типов центров окраски (например: Р-центров), что важно для обеспечения стабильности свойств системы,Катоднопдазменной обработке подвергают .поверхность кристющв хдорида, натрия , площадью 10 х 5 мм с таким расчетом, 55 что рабочая часть лунки диаметром 0,8- 1 мм находится в центре, За пределами диаметра рабочей части лунки образовавшиеся квазиметвллические центры в процессе электролюминесценции участия не принимают,60 На обработанную таким образом поверхность хлорида натрия напыляют пленку дву окиси германия (фиг. 1, в) толщиной 0,8 мкм, Изготовление образца заканчивается напылением полупрозрачной пленки алюминия, алюминиевого контакта и гермечиэвцией прибора пленки прозрачного эпоксидированного компаунда.При приложении неболыпих постоянных напряжений 3-5 В (полярность указана нафиг, 3) наблюдается интенсивное излучение желто-зеленого цвета.Кодлоидированная пленка хдорида натрия представляет собой сложную гетеро- систему, состоящую из множества кваэиметалдических иттврым, протяженность 5 О А (натриевый коллоид), разделенных тончайшими (50-100 А) просдойками ди, электрика (хлористого натрия).При нодключении прибора к внешнему источнику электроны ийжектируются из никеле вого электрода в монокриствдлйческую пленку . хлорида натрия, где они оказываются фгорячими" по отношению к квазиметвлдическнм пастерам, что приводит к размножению носителя тока.С другой стороны электроны из валентной зоны двуокиси германия туннелируют в .зцпоминиевый электрод под влиянием приложенного поля (сопротивление двуокиси германия достаточно высокое 10 ом см иимеет место сильный полевой перекос зон), освобождая после себя дырки, которые рекомбиннруют в области гетеройерехада с раз:множенными на КМИ электронами. Это и про. является в виде желто- зеленого свечения, окраска которогосоответствует приблизитель но ширине 1 запрещенной зоны двуокиси германия. Исследование прибора в режиме питания. П - импульсами постоянного :наприженйя показывает, что его инертность не хуже, чем 10 ;сек.Предложенный прибор дает непрерывное излучение большой яркости (5-10 НИТ) от ,источника постоянного напряжения при низких значениях рабочего напряжения и тока 3-5 В и 0,5-0,8 мл соответственно.В случае применения бездислокационных сдоев хлорица натрия и равномерного распределения хвазиметвдлнческнх центров по диаметру рабочей части лунки наблюдается равномерное свечение по всему ее диаметр,Формула изобретения Электролюминесцентный прибор на основе гетероперехода с активирующим компонентом, излучающий в видимой обпасти спектра, о т л и ч в ю щ и й с я тем, что, с целью достижения низких значений поро570222 1 Ж ЮР 5говых и рабочих токов, в качестве; гетероперехода использован ЙО СР еО,а активирующим компонентом являются металло- кластеры натрия размером 50-100 А.,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 61. Свечников С. В. Элементы оптоэлектроники. МСоветское радио, 1971.2, физика и техника полупроводников, ,г, И 7, 1968, . 10-16.3 Патент США % 3445724, кл, 20, 03,08,66 (прототип),Зак ЦНИИПИ аз 3076/51 Тираж 1003 Подписное филиал ППП "Патент,г. Ужгород, ул. Проектная, 4