光激發光 - 科學Online - 國立臺灣大學

半導體發射光最簡單的例子，就是電子電洞對的直接激發與復合。

如果復合的電子直接由傳導帶落至共價帶，中間未經過任何缺陷能階，則發光的波長會對應至能 ... Tuesday28thDecember2021 28-Dec-2021 人工智慧 化學 物理 數學 生命科學 生命科學文章 植物圖鑑 地球科學 環境能源 科學繪圖 高瞻專區 第一期高瞻計畫 第二期高瞻計畫 第三期高瞻計畫 綠色奇蹟－中等學校探究課程發展計畫 關於我們 網站主選單 光激發光(photoluminescence) 國立彰化師範大學光電科技研究所張淑貞研究生/國立彰化師範大學洪連輝教授責任編輯 半導體發射光最簡單的例子，就是電子電洞對的直接激發與復合。

如果復合的電子直接由傳導帶落至共價帶，中間未經過任何缺陷能階，則發光的波長會對應至能隙寬度的能量。

達到穩定狀態時，電子電洞對的激發速率等於復合速率，半導體每吸收一個光子就會放出一個光子。

直接復合的過程很快，電子電洞對的平均存活期通常在10－8秒，光子發射也隨之終止。

這麼快的發光機制通常稱為螢光。

某些材料在激發源關掉後，光子的發射還會持續至數秒或甚至數分鐘。

這種緩慢的過程稱作磷光，而這些材料稱為磷質材料。

圖所示即為一種緩慢的放光過程。

在材料的能隙內有缺陷能階的存在，此缺陷能階可能為雜質原子所形成，此一能階容易自傳導帶捕捉電子。

由圖可知，(a)入射光子(hv1>Eg)被吸收，產生電子電洞對；(b)激發電子釋出部分能量給晶格原子後填入傳導帶底部附近的能階內；(c)電子被雜質能階 Et捕捉並停留於其內；(d)Et上的電子可以由周圍環境吸收熱能，重新被激發到傳導帶上；(e)直接復合發生，電子填入共價帶的空能階內，放出對應於能隙的光hv2。

在上述過程中，如果電子自 Et熱激發到Ec的概率很小，則激發和複合間的時間延遲會較長。

如果電子在復合之前，被 Et重複捕捉數次，則延遲時間更長。

此一現象之發生是由於電子被捕捉的機率大於復合的機率所致。

在這種材料內，當激發源去除之後，磷光仍會持續的發射相當長的時間。

磷質材料如硫化鋅發光的顏色，主要由存在的雜質原子來決定。

製作彩色電視螢幕時，不同顏色的擇定即是按照此一原理。

光激發光最常見的例子是日光燈。

通常，日光燈管內含有混合氣體，汞蒸氣及氬氣，管內壁則塗有螢光劑。

當燈管內的電極之間引發放電現象時，被激發的氣體分子會放出光子，絕大部分在可見光和紫外光頻譜範圍內。

這些光被塗佈的螢光劑吸收，再放出可見光。

日光燈的效率比白熾燈泡高出許多，同時也可藉由螢光材料的選擇對發光波長做適當的調整。

參考資料 半導體元件  東華書局BenG.Streetman  SanjayBanerjee  2001 Tags:光激發光,半導體 前一篇文章下一篇文章 您或許對這些文章有興趣 [講座]星際效應，有影無？-CASE電影科普講座 【丁肇中獲頒諾貝爾物理獎40週年專題】丁院士研究的歷史意義 【丁肇中獲頒諾貝爾物理獎40週年專題】丁肇中院士介紹 [影音]CASE【百秒說科學】為什麼深海生物是紅色的？ 惠更斯(ChristiaanHuygens)專題 【2013諾貝爾獎特別報導】物理獎：終於，來到了！ [講座]物理大師演講─楊振寧 過阻尼,欠阻尼,臨界阻尼 發表迴響Cancelcommentreply 你的電子郵件位址並不會被公開。

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