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特性、聚合物的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變和分子運動的重要工具，現(xiàn)已獲得廣泛應(yīng)用。由于絕緣聚合物分子結(jié)構(gòu)和運動的復(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為研究對象，建立了從EL的測量、信號處理、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)用價值。 在國內(nèi)首

2、次設(shè)計制作了、國際上無商品出售的電致發(fā)光測量裝置。裝置空載時，光子計數(shù)器暗噪聲均值為16cps，測試溫度20℃，光子計數(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到的分辨率提高了一個數(shù)量級，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、聚對苯二

3、甲酸乙二酯(PET)薄膜、Dupont普通聚酰亞胺薄膜100HN和無機納米雜化聚酰亞胺薄膜100CR的EL閾值電場強度分別為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附近的三個特征峰區(qū)。分析認為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)與它們的短時交流擊穿場強(3.1MV/cm，2.7MV/cm)對比可知，100HN的兩個值均大于100CR。但是，長時間電暈老化后，100CR的EL閾值(2.6MV/cm，未變)卻大于100HN的值(2.5MV/cm，降低10％)，這些充分說明無機納米顆粒攙雜起到了耐電暈作用。對比電暈老化前后100HN和100CR薄膜的EL譜可知，435nm、565nm及615nm