Phosphor là thuật ngữ chung cho bất kỳ chất nào có thể phát ra ánh sáng khi tiếp xúc với bức xạ hoặc trường điện. Thuật ngữ này bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp "phosphoros", nghĩa là "người mang ánh sáng". Phosphor thường là bán dẫn, có ba dải năng lượng: dải valence, dải dẫn điện, và dải cấm.
Dải valence là mức năng lượng thấp nhất nơi electron thông thường tồn tại. Dải dẫn điện là mức năng lượng cao nhất nơi electron có thể di chuyển tự do. Dải cấm là khoảng cách giữa dải valence và dải dẫn điện, nơi không có electron tồn tại.
Phosphor có thể được kích hoạt bằng cách thêm tạp chất hoặc dopants, tạo ra các mức năng lượng bổ sung trong dải cấm. Các mức năng lượng này hoạt động như bẫy cho electron hoặc lỗ (các điện tích dương) bị kích thích bởi bức xạ hoặc trường điện. Khi các electron hoặc lỗ này trở lại trạng thái ban đầu, chúng giải phóng năng lượng dưới dạng photon ánh sáng.
Cách lớp phủ phosphor chuyển bức xạ UV thành ánh sáng nhìn thấy
Quá trình chuyển bức xạ UV thành ánh sáng nhìn thấy bằng lớp phủ phosphor được gọi là huỳnh quang. Huỳnh quang xảy ra khi một átôm hoặc phân tử hấp thụ một photon bức xạ có năng lượng cao và phát ra một photon bức xạ có năng lượng thấp. Sự khác biệt về năng lượng giữa photon hấp thụ và photon phát ra được tiêu tán dưới dạng nhiệt.
Bản đồ sau đây minh họa cách huỳnh quang hoạt động trong lớp phủ phosphor làm từ sulfide kẽm (ZnS) được pha trộn với bạc (Ag) làm chất kích hoạt.
Mô hình phosphor của sulfide kẽm
A – B :- Nhảy electron
B – E :- Di chuyển electron
E – D :- Nhảy electron
D – C :- Nhảy electron
A – C :- Di chuyển lỗ
Một photon bức xạ UV có bước sóng 253,7 nm tác động lên lớp phủ phosphor và kích thích một electron từ nguyên tử lưu huỳnh (S) đến nguyên tử kẽm (Zn). Điều này tạo ra một lỗ dương trong dải valence và một ion âm (Zn^-) có electron dư thừa trong dải dẫn điện.
Electron dư thừa di chuyển từ một ion Zn^- đến một ion Zn^- khác thông qua mạng tinh thể trong dải dẫn điện.
Trong khi đó, lỗ dương di chuyển từ một nguyên tử S đến một nguyên tử S khác trong dải valence cho đến khi nó tiếp cận nguyên tử Ag, đóng vai trò như một bẫy.
Nguyên tử Ag bắt electron từ ion Zn^- gần nó và trở nên trung hòa (Ag^0). Điều này phát ra một photon ánh sáng nhìn thấy có bước sóng dài hơn photon UV.
Electron từ nguyên tử Ag^0 nhảy trở lại nguyên tử S nơi lỗ đã được tạo ra, hoàn thành chu kỳ.
Màu sắc của ánh sáng nhìn thấy phụ thuộc vào sự khác biệt về năng lượng giữa mức bẫy Ag và mức Zn^-. Các dopant khác nhau có thể tạo ra các mức bẫy khác nhau và do đó các màu sắc khác nhau. Ví dụ, đồng (Cu) có thể tạo ra ánh sáng xanh lá cây, mangan (Mn) có thể tạo ra ánh sáng cam, và cadmium (Cd) có thể tạo ra ánh sáng đỏ.
Các loại và ứng dụng của lớp phủ phosphor
Có nhiều loại lớp phủ phosphor có thể được sử dụng trong đèn huỳnh quang, tùy thuộc vào màu sắc và chất lượng ánh sáng mong muốn. Một số loại phổ biến là:
Halophosphate: Đây là hỗn hợp của halophosphate canxi (Ca5(PO4)3X) và wolframit magiê (MgWO4), trong đó X có thể là fluor (F), clo (Cl) hoặc brom (Br). Nó tạo ra ánh sáng trắng với tông màu vàng hoặc xanh lam, tùy theo tỷ lệ F so với Cl hoặc Br. Nó có chỉ số tái tạo màu thấp, có nghĩa là nó không thể tái tạo màu chính xác. Hiệu suất của đèn khoảng 60 đến 75 lm/W.
Triphosphor: Đây là hỗn hợp của ba phosphor khác nhau, mỗi loại phát ra một màu cơ bản là đỏ, xanh lá cây và xanh dương. Sự kết hợp của những màu này tạo ra ánh sáng trắng với chỉ số tái tạo màu cao từ 80 đến 90 và hiệu suất đèn khoảng 80 đến 100 lm/W. Đèn triphosphor đắt hơn đèn halophosphate, nhưng chúng cung cấp chất lượng màu tốt hơn và hiệu quả năng lượng cao hơn.
Multi-phosphor: Đây là hỗn hợp của bốn hoặc nhiều phosphor, mỗi loại phát ra một màu khác nhau trong quang phổ nhìn thấy. Mục đích là tạo ra một phân bố quang phổ mịn và liên tục mô phỏng ánh sáng ban ngày tự nhiên. Đèn multi-phosphor có chỉ số tái tạo màu cao nhất trên 90 và hiệu suất đèn khoảng 90 đến 110 lm/W. Chúng cũng là loại đèn huỳnh quang đắt nhất, nhưng chúng cung cấp hiệu suất màu tốt nhất và sự thoải mái thị giác.
Lớp phủ phosphor có thể được áp dụng theo nhiều cách khác nhau, như phun, nhúng hoặc lắng điện. Độ dày và độ đồng đều của lớp phủ ảnh hưởng đến cường độ và chất lượng ánh sáng của đèn. Lớp phủ phosphor cũng có thể bị劣化，随着时间的推移，由于暴露在热量、湿度和紫外线辐射下，导致亮度降低和颜色偏移。
荧光粉涂层广泛应用于各种需要高质量和节能照明的应用中，例如：
- 通用照明：荧光粉涂层可以提供不同色温和显色指数的白光，根据用户的需求和偏好而定。例如，暖白光（2700至3000 K）适合住宅和酒店环境，而冷白光（4000至5000 K）更适合办公室和商业空间。
- 展示照明：荧光粉涂层可以通过提供鲜艳和准确的颜色来增强产品和艺术品的外观和吸引力。例如，三基色或多元荧光灯可用于展示水果、蔬菜、肉类、花卉、绘画等。
- 医疗照明：荧光粉涂层可以通过提供高质量和自然的光线来提高医疗条件的可见性和诊断效果。例如，多元荧光灯可用于外科手术、牙科检查、皮肤治疗等。
- 特种照明：荧光粉涂层可以通过发射不同颜色或波长的光来创造各种效果和功能。例如，黑光灯使用能发出紫外线的荧光粉，使某些材料在黑暗中发光。杀菌灯使用能发出紫外线C的荧光粉，可以杀死细菌和病毒。生长灯使用能发出红光和蓝光的荧光粉，可以刺激植物生长。
### 结论
荧光粉涂层是荧光灯的重要组成部分，可将紫外线转换为可见光。它决定了灯具产生的光的颜色和质量。有不同类型的荧光粉涂层可用于不同的应用和目的。荧光粉涂层可以为各种需求和偏好提供节能和高性能的照明解决方案。
声明：尊重原创，好文章值得分享，如有侵权请联系删除。
请允许我纠正上述翻译中的错误，并继续完成翻译：
Lớp phủ phosphor có thể bị suy giảm theo thời gian do tiếp xúc với nhiệt, độ ẩm và bức xạ UV, dẫn đến giảm độ sáng và thay đổi màu sắc. Lớp phủ phosphor được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng yêu cầu chiếu sáng chất lượng cao và tiết kiệm năng lượng, chẳng hạn như: Chiếu sáng tổng thể: Lớp phủ phosphor có thể cung cấp ánh sáng trắng với các nhiệt độ màu và chỉ số tái tạo màu khác nhau, tùy thuộc vào nhu cầu và sở thích của người dùng. Ví dụ, ánh sáng trắng ấm (2700 đến 3000 K) phù hợp cho các khu vực dân cư và khách sạn, trong khi ánh sáng trắng lạnh (4000 đến 5000 K) được ưa chuộng cho văn phòng và không gian thương mại. Chiếu sáng trưng bày: Lớp phủ phosphor có thể tăng cường vẻ ngoài và sự hấp dẫn của sản phẩm và tác phẩm nghệ thuật bằng cách cung cấp màu sắc sống động và chính xác. Ví dụ, đèn tri-phosphor hoặc multi-phosphor có thể được sử dụng để trưng bày trái cây, rau củ, thịt, hoa, tranh vẽ, v.v. Chiếu sáng y tế: Lớp phủ phosphor có thể cải thiện khả năng nhìn thấy và chẩn đoán các tình trạng y tế bằng cách cung cấp ánh sáng chất lượng cao và tự nhiên. Ví dụ, đèn multi-phosphor có thể được sử dụng cho các thủ thuật phẫu thuật, kiểm tra nha khoa, điều trị da, v.v. Chiếu sáng đặc biệt: Lớp phủ phosphor có thể tạo ra nhiều hiệu ứng và chức năng bằng cách phát ra các màu sắc hoặc bước sóng ánh sáng khác nhau. Ví dụ, đèn đen sử dụng phosphor phát ra bức xạ UV có thể làm cho một số vật liệu phát sáng trong bóng tối. Đèn diệt khuẩn sử dụng phosphor phát ra bức xạ UV-C có thể tiêu diệt vi khuẩn và virus. Đèn trồng cây sử dụng phosphor phát ra ánh sáng đỏ và xanh lam có thể kích thích sự phát triển của cây. Lớp phủ phosphor là một thành phần quan trọng của đèn huỳnh quang, chuyển bức xạ UV thành ánh sáng nhìn thấy. Nó quyết định màu sắc và chất lượng của ánh sáng được tạo ra bởi đèn. Có nhiều loại lớp phủ phosphor khác nhau có thể được sử dụng cho các ứng dụng và mục đích khác nhau. Lớp phủ phosphor có thể cung cấp các giải pháp chiếu sáng tiết kiệm năng lượng và hiệu suất cao cho nhiều nhu cầu và sở thích. Tuyên bố: Hãy tôn trọng bản gốc, bài viết hay đáng được chia sẻ, nếu có vi phạm bản quyền vui lòng liên hệ để xóa.
Kết luận
