Electroluminescence in Potassium lodide Single Crystals Containing Potassium Metal Colloids(VI)

In order to elucidate the mechanism of the electroluminescence (EL) in densely colored KI single crystals containing potassium metal colloids it is substantial to obtain and arrange the informations on the characteristics of the relating luminescence centers. In the previous papers we proposed a tentative model as to EL process. In this model two types of luminescence centers have been concerned so far, e. g. , the F-center and the Vₖ-center. In the present research we focused on the characteristic behaviour of the F^--center and the observation of EL under the F^--absorption band light (750nm) illumination have been performed. In comparison the EL intensity of the present EL experiments under the F^--absorption band light (750nm) illumination with that obtained without the F^--absorption band light (750nm) illumination, the former has been markedly enhanced in the intial stage of EL process. The threshold electric field strength was decreased. The growth rate of the El intensity as a function of electric field strength was also suppressed markedly. The dependence of the illuminating F^--band light on the EL intensity was also examined. It was found in the initial stage that EL intensity increases exponentially and then reveals a plateau. Further investigations as to the luminescence spectra of EL have been done in the wavelength range from 250 to 650nm. An additional EL peak was observed around 420nm. This luminescence peak was characterized as the resultant of the recombination of the free electrons produced by the optical excitation of the F^--center with the Vₖ-center produced through the ionization process of the iodine ions in the specimen matrix. Through the present various experiments the formation and the existence of the F^--centers have been identified and/or confirmed in the course of EL process of densely colored KI single crystals containing potassium metal colloids. |交番強電界下におかれたカリウム・コロイドを含むヨウ化カリウム単結晶を対象に電界発光現象における機構解明をテーマとして、一連の研究実験を行ってきた。その結果、試料中に存在する種々の色中心が発光に寄与していることがこれまでに明らかになった。とりわけ、低温で強電界下におかれたKI試料中のカリウム・コロイドから結晶格子中へ放出された自由電子と試料中のF中心とが低温で再結合してF^-中心を形成するときに放出される光子が電界発光に重要な役割を果たしていることが発光スペクトルを解析することによって明らかになった。本研究では、試料中のF^-中心の形成と存在についてより詳細な知見を得るためにF^-帯光 (750nm) 照射下における電界発光現象の観測を行った。その結果、F^-帯光照射下における電界発光強度は、F^-帯光照射の照射光強度に強く依存し、通常のそれと比較して約10倍も増大することが確認された。また、発光開始の電界のしきいちは、通常のそれと比較して、約20%程度低電界値からはじまるが、電界発光強度 (I) の電界強度 (E) 依存性 (dI/dE) は、むしろ抑制されることも確かめられた。さらにF^-帯光照射下における電界発光スペクトル測定を行った結果、420nmに発光ピークが存在することがわかった。KI結晶のエネルギーバンド・パラメータと各種色中心の遷移エネルギーレベルをもとにして考察した結果、この発光ピークは、F^-中心から光励起によってつくられた自由電子とVₖ中心とが再結合する際の発光であるとするとよく説明できることがあきらかになった。これらの結果を総合してカリウム・コロイドを含むヨウ化カリウム単結晶における電界発光過程でF^-中心の形成と存在が確認された。