फ्लुअरेसेन्ट बल्बमा फास्फोर कोटिङको कसरी काम गर्छ

फास्फर यो एक सामान्य शब्द हो जसले कुनै पनि पदार्थलाई व्यक्त गर्छ जसले विकिरण वा विद्युत क्षेत्रको उत्तेजनामा प्रकाश उत्पन्न गर्न सक्छ। यो ग्रीक शब्द “फास्फोरोस” भन्दा उत्पन्न भएको छ, जसको अर्थ "प्रकाश लायक" हुन्छ। फास्फरहरू सामान्यतया अर्धचालकहरू हुन्छन्, जसमा तीन ऊर्जा बँड छन्: वालेन्स बँड, चालन बँड, र निषेधित बँड।

वालेन्स बँड यो न्यूनतम ऊर्जा स्तर हो जहाँ इलेक्ट्रॉनहरू सामान्यतया उपस्थित छन्। चालन बँड यो उच्चतम ऊर्जा स्तर हो जहाँ इलेक्ट्रॉनहरू स्वतन्त्र रूपमा चल सक्छन्। निषेधित बँड यो वालेन्स र चालन बँडको बीचको फाटक हो जहाँ कुनै इलेक्ट्रॉनहरू अस्तित्वमा नहुन्छन्।

फास्फरहरूलाई विकारी वा डोपन्ट थप्दा उत्तेजित गर्न सकिन्छ, जसले निषेधित बँडभित्र अतिरिक्त ऊर्जा स्तर निर्माण गर्छ। यी ऊर्जा स्तरहरू विकिरण वा विद्युत क्षेत्र द्वारा उत्तेजित भएका इलेक्ट्रॉन वा होलहरू (सकारात्मक आवेश)को ट्रैप गर्दछ। जब यी इलेक्ट्रॉन वा होलहरू उनीहरूको मूल स्थितिमा फर्किन्छन्, त्यसपछि यीहरूले फोटन रूपमा ऊर्जा छोड्छन्।

फास्फर कोटिङले कसरी UV विकिरणलाई दृश्य प्रकाशमा रूपान्तरण गर्छ

फास्फर कोटिङ द्वारा UV विकिरणलाई दृश्य प्रकाशमा रूपान्तरण गर्ने प्रक्रियालाई फ्लोरेसेन्स भनिन्छ। फ्लोरेसेन्स यो एक अणु वा अणुको समूहले उच्च-ऊर्जा विकिरणको फोटन अवशोष गर्दा र निम्न-ऊर्जा विकिरणको फोटन उत्सर्जन गर्दा घटना हुन्छ। अवशोषित र उत्सर्जित फोटनको बीचको ऊर्जा फरक गर्मी रूपमा वितरित हुन्छ।

यो चित्रणले फ्लोरेसेन्सले एक फास्फर कोटिङमा कसरी काम गर्छ भन्ने लागि दिशानिर्देश दिन्छ, जहाँ फास्फर कोटिङ जिंक सल्फाइड (ZnS) र एक उत्तेजक रूपमा रजत (Ag) द्वारा डोप गरिएको छ।

जिंक सल्फाइडको फास्फर मॉडल

A – B :- इलेक्ट्रॉन लामो

B – E :- इलेक्ट्रॉन चलन

E – D :- इलेक्ट्रॉन लामो

D – C :- इलेक्ट्रॉन लामो

A – C :- होल चलन

• 253.7 nm तरंगदैर्घ्यको एक UV विकिरणको फोटन फास्फर कोटिङलाई प्रहार गर्दा एक सल्फर (S) अणुबाट जिंक (Zn) अणुमा एक इलेक्ट्रॉन उत्तेजित गर्छ। यो वालेन्स बँडमा एक धनात्मक होल र चालन बँडमा एक अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन भएको नकारात्मक आयन (Zn^-) निर्माण गर्छ।

• अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन चालन बँडमा एक Zn^- आयन दिँदै अर्को आयनमा चलन गर्छ।

• तत्परम, धनात्मक होल वालेन्स बँडमा एक S अणुबाट अर्को अणुमा चलन गर्दा जान्छ जबसम्म यो एक Ag अणुमा पुग्छ, जसले एक ट्रैप भूमिका खेल्छ।

• Ag अणुले नजिकको Zn^- आयनबाट इलेक्ट्रॉन लिन्छ र न्यूट्रल (Ag^0) बन्छ। यो उच्च-तरंगदैर्घ्यको दृश्य प्रकाशको फोटन उत्सर्जन गर्छ।

• Ag^0 अणुबाट इलेक्ट्रॉनले त्यही होल बनेको S अणुमा फर्किन्छ, यसरी चक्र पूरा हुन्छ।

दृश्य प्रकाशको रंग Ag ट्रैप स्तर र Zn^- स्तर बीचको ऊर्जा फरक पर निर्भर छ। विभिन्न डोपन्टहरूले विभिन्न ट्रैप स्तर र त्यसैले विभिन्न रंगहरू निर्माण गर्न सक्छन्। उदाहरणका लागि, कपर (Cu) ले हरियो प्रकाश, मैंगनीज (Mn) ले नारंगी प्रकाश, र कैडमियम (Cd) ले लाल प्रकाश उत्पन्न गर्छ।

फास्फर कोटिङको प्रकार र अनुप्रयोग