電致發(fā)光測量裝置研制及幾種絕緣聚合物電致發(fā)光譜特性.pdf

1、電致發(fā)光(EL)是一種研究聚合物中陷阱特性、空間電荷的存貯和輸運(yùn)特性、聚合物的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變和分子運(yùn)動(dòng)的重要工具，現(xiàn)已獲得廣泛應(yīng)用。由于絕緣聚合物分子結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性，造成絕緣聚合物中EL呈現(xiàn)更為復(fù)雜形式。本文以幾種典型絕緣聚合物的EL為研究對(duì)象，建立了從EL的測量、信號(hào)處理、數(shù)據(jù)分析和處理的一整套方法。既可以用于研究高聚物高電場老化機(jī)理，也可以用于分析材料的電學(xué)和光學(xué)性質(zhì)。因此，具有顯著的科學(xué)研究和工程應(yīng)用價(jià)值。 在國內(nèi)首

2、次設(shè)計(jì)制作了、國際上無商品出售的電致發(fā)光測量裝置。裝置空載時(shí)，光子計(jì)數(shù)器暗噪聲均值為16cps，測試溫度20℃，光子計(jì)數(shù)器的最小測量值為2.3×10<,-17>W；光譜裝置的最小測量值為3.0×10<,-17>W，分辨率不大于4nm，重復(fù)誤差不大于2nm。 本裝置的光譜分辨率比目前用干涉濾光片達(dá)到的分辨率提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)，并與Mary研究小組所用裝置的光譜分辨率相同。 利用本裝置測得低密度聚乙烯(LDPE)薄膜、聚對(duì)苯二

3、甲酸乙二酯(PET)薄膜、Dupont普通聚酰亞胺薄膜100HN和無機(jī)納米雜化聚酰亞胺薄膜100CR的EL閾值電場強(qiáng)度分別為1.2 MV/cm，3.5 MV/cm，2.8MV/cm，2.6MV/cm，前三者的值與Laurent等人報(bào)道的結(jié)果相近。測得PET薄膜的EL譜由320nm一480nm的激基復(fù)合物熒光峰、500.600nm的單體磷光峰和600nm及更長波長老化副產(chǎn)物發(fā)光峰組成。 首次測量了100CR膜的EL譜，測試結(jié)果

4、表明100CR膜有中心位于500nm、650nm及810nm附近的三個(gè)特征峰區(qū)。分析認(rèn)為500nm峰區(qū)是電荷的碰撞激發(fā)，650nm峰區(qū)由碰撞電離后的電荷復(fù)合，810nm峰區(qū)由碰撞激發(fā)和/或碰撞電離后的化學(xué)老化形成的。 首次研究了電暈老化處理對(duì)100HN和100CR薄膜EL的影響。電暈老化前后100HN薄膜的EL閾值為2.8MV/cm和2.5MV/cm。與此不同，100CR薄膜的閾值均為2.6MV/cm，未發(fā)生變化。將100HN和

5、100CR薄膜電暈老化前的EL閾值(2.8MV/cm，2.6MV/cm)與它們的短時(shí)交流擊穿場強(qiáng)(3.1MV/cm，2.7MV/cm)對(duì)比可知，100HN的兩個(gè)值均大于100CR。但是，長時(shí)間電暈老化后，100CR的EL閾值(2.6MV/cm，未變)卻大于100HN的值(2.5MV/cm，降低10％)，這些充分說明無機(jī)納米顆粒攙雜起到了耐電暈作用。對(duì)比電暈老化前后100HN和100CR薄膜的EL譜可知，435nm、565nm及615nm