Action de la température sur l'électroluminescence de monocristaux de ZnS, de différentes compositions

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Action de la température sur l’électroluminescence de monocristaux de ZnS, de différentes compositions

C.F. Alfrey

To cite this version:

C.F. Alfrey. Action de la température sur l’électroluminescence de monocristaux de ZnS, de différentes compositions. J. Phys. Radium, 1956, 17 (8-9), pp.719-724. �10.1051/jphysrad:01956001708-9071900�.

�jpa-00235532�

719

ACTION DE LA TEMPÉRATURE SUR L’ÉLECTROLUMINESCENCE DE MONOCRISTAUX DE ZnS, DE DIFFÉRENTES COMPOSITIONS

Par C. F. ALFREY,

Electron Physics Department, Birmingham University, Angleterre.

Summary. - The electroluminescence of ZnS single crystals containing ^different amounts of copper ^is described. The electroluminescence is

maximum at

certain temperature ^charac-

teristic of the crystal, ^this temperature being lower, ^the higher the copper concentration. These results

in accordance with

mechanism previously developed, ^if the effect of quenching ^{of the} light ^{emission at} high temperatures ^is considered.

PHYSIQUE RADIUM TOME 17, AOUm-SEPTEMBRE 1956, ^{PAGE 719.}

I. Introduction.

Dans un mémoire précé-

dent (Alfrey ^et Taylor [1]), ^{on a} décrit diverses

mesures sur l’électroluminescence de monocris- taux de ZnS effectuées par la méthode de Frerichs.

Afin de s’assurer que les résultats obtenus ^sont bien

généraux, ^des expériences semblables, décrites ci-

après, ^{ont été} effectuées sur des cristaux obtenus par D. Hamilton ^à l’Université de Birmingham.

La teneur en activateur (Cuivre) ^est approximati-

vement connue d’après les concentrations dans le ZnS de base à partir duquel ^ces gros cristaux ^sont obtenus. On peut donc étudier l’effet sur l’électro- luminescence de la concentration en cuivre.

Le tableau ci-après décrit les propriétés ^{des cris-}

taux étudiés dans ce mémoire et des cristaux

précédemment ^étudiés.

Dans le travail précédent ^la température ^avait

été seulement poussée jusqu’à 1400 C tandis que dans les expériences décrites ici on est monté jus- qu’à ^340° C, température ^à laquelle ^{on n’observe} plus d’électroluminescence quel que soit le cristal étudié. L’appareil ^est le même que celui qui ^a déjà

été décrit _{sauf que} l’utilisation de soudures à bas

points ^{de fusion est ici} prohibée ^{dans la construc-}

tion du support ^du cristal. On a utilisé des tensions

jusqu’à ^{1 000 volts} entre extrema sous des fré- quences de 25 Hz ^à 2,5 kHz. Trois types ^d’élec-

trodes ont été adoptés :

Type ^{1. Contact par} pointe ^de tungstène.

Type ^{2. Couche} métallique par évaporation ^ther- mique.

Type ^3. Electrodes planes ^et parallèles séparées

du cristal par ^une feuille de mica.

II. Résultats expérimentaux.

^A température

et fréquence constantes, la relation B = a exp

(- b/V1/2), ^établie précédemment ainsi que par

les travaux de Schwertz et Freund [6], Zalm, ^Die-

mer et Klasens [8], ^{a été confirmée} (B luminance,

V tension, a ^{et b deux} constantes). ^{Les effets des}

variations de la fréquence, ^à température ^{et ten-}

sions constantes n’ont pas fait l’objet ^{de recherches} poussées. Seules les électrodes du type ^{3 convien-}

nent aux plus ^hautes températures, le circuit é,qui-

valent comprend alors deux condensateurs en

cascade. L’un de ces condensateurs est représentés

par le cristal ^et la différence de potentiel, appliquée

ainsi au cristal, ^{n’est constante} qu’à la condition que les propriétés diélectriques du cristal soient

indépendantes ^{de la} fréquence ^{et de} la tension.

Bien que de telles ^mesures n’aient pas été effectuées

directement, ^les expériences effectuées sur le ZnS

suggèrent que de telles variations doivent appa- raître [3] ^si bien que les mesures avec les électrodes du type ^{3 sont} difficiles.

Avec des électrodes du type ^{1 et} 2, ^cristal A,

l’électroluminescence est, ^{à haut} voltage, propor- tionnelle à la fréquence ; ^{la variation est moins}

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:01956001708-9071900

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rapide ^{à bas} voltage ^et même, ^{vers les très bas vol-} tages l’électroluminescence tend à devenir indé-

pendante ^{de la} fréquence.

FIG. 1. - Variations de l’électroluminescence

la

température, fréquence ^{25 Hz.}

On

indiqué

chaque courbe la désignation ^des

cristaux correspondants.

En ce qui ^concerne l’effet de la température, ^la figure 1 donne les résultats obtenus à fréquence

constante (25 Hz) pour différents cristaux. Les courbes relatives ^{aux cristaux} A, ^{B et D} présen-

tent un maximum, ^{ce maximum} existe aussi proba-

blement pour les cristaux C et E puisque ^{ces courbes}

sont semblables ^aux parties ^{des courbes} A, B, ^D

situées vers les températures plus élevées. Ce maxi-

mum (pour ^{C et} E) serait alors situé ^en dessous de la température d’ébullition de l’air liquide ^donc

inaccessible. S’il ^{en est} ainsi la présence ^{du cuivre}

tend à réduire la température ^{du maximum d’élec-}

troluminescence.

En appliquant ^{des tensions} différentes, ^les

courbes se déplacent suivant les ordonnées tandis

qu’une modification de la fréquence produit ^un glissement parallèle à l’axe des températures (fig. 2).

Cet effet de la fréquence ^étant indépendant ^{de la}

différence de potentiel ^il n’y ^{a aucune difficulté}

pour interpréter les résultats de ces expériences

même dans le ^cas des électrodes du type ^3.

Au-dessus de 1500 C, seules les électrodes du

type 3 donnent des résultats reproductibles, ^avec

les électrodes des types ^{1 et 2 on observe alors des} phénomènes irréversibles. Ces derniers change-

ments irréversibles pourraient provenir ^{d’une alté-}

FIG. 2.

Effets typiques de l’influence de la fréquence

sur

les courbes luminance-température.

Courbe I.

Cristal A, fréquence ^{25 Hz.}

Courbe II.

2 500 Hz.

Courbe III.

E,

^{25 Hz.}

Courbe IV.

2 500 Hz.

ration de la nature physique du cristal en surface,

ces effets seront discutés plus tard. Tant que les résultats sont indépendants ^{de la nature des élec-} trodes, ^{il est} possible d’interpréter l’électrolumi-

nescence par ^un mécanisme ayant entièrement son

origine ^à l’intérieur du cristal et cette même expli-

cation reste valable, ^à plus ^haute température, ^avec

les électrodes du type ^3.

En résumé, ^{ces résultats sont} semblables à ceux

déjà ^décrits (Alfrey ^et Taylor [1]) ^{mais on observe}

en plus : ^1° Qu’à ^haute température l’électrolu- minescence tombe très bas. 2° Qu’à ^une fréquence donnée, ^la température ^à laquelle l’électrolumi-

nescence est maximum décroît quand ^{la teneur en}

cuivre croît.

III. Interprétation.

Dans le mécanisme déjà considéré, l’électroluminescence serait produite

par collision ^avec des électrons accélérés dans la bande de conduction par les champs élevés exis- tant dans une barrière, ^côté cathode, d’un cristal de ZnS du type ^n. Ces électrons pour atteindre ^la bande de conduction, ^{doivent être libérés des} pièges soit par excitation thermique, soit par l’action du champ. ^{Ces deux cas seront considérés} séparément.

Si l’on considère que l’excitation thermique ^est

le mécanisme principal, ^{il est} possible ^{de déter-}

miner quantitativement les variations de l’électro-

luminescence avec la température ^{en se donnant}

une distribution convenable de niveaux donneurs.

Un schéma de niveaux donneurs devrait être attribué spécifiquement ^à chaque ^{cristal. De} plus

un mécanisme d’excitation thermique ^ne peut s’accommoder d’une action de la fréquence qui ^est

différente à différents voltages .et de telles diffé-

rences ont été trouvées dans chaque ^{cristal étudié.}

Cette objection ^est sérieuse si bien que l’hypothèse

d’une excitation thermique ^{ne sera} plus considérée

ici.

Si l’on considère que l’émission des électrons par

’les niveaux donneurs est due à l’action directe du

champ, ^on comprend l’effet de la tension sur les variations de l’électroluminescence en fonction de

la fréquence, ^{car on} peut ^montrer [7] que la proba-

bilité _pour qu’un ^électron piégé ^{soit libéré par le} champ ^{est une fonction du} champ conduisant à des

expressions qui, ^{sans être en accord} quantitatif

avec l’expérience, serrent cependant celle-ci de

plus près.

L’émission par le champ étant, ^{dans une} large

mesure, indépendante ^{de la} température, ^il n’apparaît pas immédiatement qu’un ^{tel méca-}

nisme puisse expliquer ^{la forte} dépendance ^{de l’élec-}

troluminescencevis-à-vis dela température. ^L’émis-

sion de lumière est contrôlée par le nombre d’élec- trons susceptibles ^d’être libérés durant chaque cycle ^{et ceci} dépend ^{de la} conductibilité à l’inté- rieur du cristal, laquelle dépend ^{de la} température.

On interprète ainsi l’accroissement de l’électro- luminescence avec la température ainsi que le glis-

sement des courbes luminance-température ^{avec la} fréquence [1]. L’électroluminescence décroît cepen- dant à partir ^{d’une certaine} température et, ^sui-

vant ce modèle, ^{cela ne} pourrait être que le résul- tat d’une diminution de conductibilité à haute

température, ^ce qui ^n’est pas ^en accord avec l’expé-

rience. Nous n’avons considéré que l’alimentation de la bande de conduction en électrons mais l’élec- troluminescence dépend aussi : 10 De l’accélé- ration des électrons par le champ. ^{20 De la conver-}

sion en lumière, ^{au centre} luminogène, ^de l’énergie cinétique des électrons.

Le premier ^{de ces} mécanismes varie _peu ^{avec la}

température, l’aspect du deuxième peut ^être

déduit de l’effet de température ^{sur la cathodolu-}

minescence. Lasof et al [4] ^ont montré que celle-ci décroît à haute température, ^{la courbe} d’extinction

ne diffère que très peu de la courbe d’extinction lors d’une excitation ultra-violette. Ainsi, ^bien qu’aucun ^{effet de} température ^{sur la cathodo-}

luminescence des cristaux utilisés n’ait été étudié,

on peut utiliser les résultats de D. Hamilton ^sur l’extinction de la photoluminescence ^{de ces cris-}

tau. Les valeurs données par Hamilton, pour les

températures T., ^à partir desquelles ^la photolumi-

nescence est abaissée, ^sont indiquées ^{sur le tableau}

donné dans l’introduction. Pareillement, ^{sur le}

même tableau, ^sont reportées ^les températures

correspondant ^{au maximum} d’électrolumines-

cence. Tm ^{est assez} bas, ^dans chaque cas, pour ^sug-

gérer que la décroissance de l’électroluminescence,

provient ^d’un mécanisme d’extinction.

Dans l’équation ^{du mouvement} de l’électron dans la barrière, ^la fréquence ^{w du} champ apparaît

seulement par le rapport

la ^où

^{est la conducti-}

bilité du cristal. Ceci impose ^{entre w et}

^une équa-

tion de la forme [7] :

Ti ^{étant la} température ^à laquelle ^est atteint, pour

une fréquence ^{col un certain} point de la courbe

électroluminescence-température.

Les valeurs de .E trouvées par cette relation ^sont

indiquées dans la dernière colonne du tableau,

elles sont comparées ^{aux valeurs déduites direc-}

tement de mesures électrométriques. ^{Les résultats}

relatifs aux cristaux C, D, ^{E ont été fournis} par D. Hamilton. L’accord est suffisamment bon _pour appuyer l’hypothèse du mécanisme d’émission par le champ.

A hautes températures, ^{avec les} électrodes des

types ^{1 et} 2 certains changements irréversibles

apparaissent, ^{ils peuvent être} expliqués ^{par une}

diffusion des ions ou des défauts du réseau. Le mécanisme par choc n’est _pas altéré _par ces chan-

gements ^{mais le} milieu, ^dans lequel ^{il a} lieu, ^est

modifié. Les observations de Diemer [2] ^{sur des}

monocristaux de ZnS fournissent un exemple ^de

tels changements. ^Ces expériences suggèrent qu’il peut ^être possible de modifier l’électroluminescence d’un produit par ^un traitement convenable après

sa fabrication.

IV. Conclusions.

Les expériences décrites

ci-dessus généralisent ^nos précédents ^résultats pour des températures plus ^{élevées et des cristaux de} compositions différentes. Elles sont caractéris-

tiques de l’électroluminescence de monocristaux. Le mécanisme qui donne le meilleur accord avec les observations est le suivant :

1° Libération, par le champ, d’électrons de niveaux donneurs ; ^{le nombre} de donneurs vidés par cycle ^étant conditionné par la conductivité du cristal donc fortement dépendant ^{de la} tempéra-

ture.

2° Accélération de ces électrons dans une bar- rière à la cathode d’un ZnS du type ^n.

3° Excitation du centre luminescent par choc

avec les électrons accélérés. La probabilité ^d’utile

désactivation avec émission de lumière décroît au-

dessus d’une température qui dépend ^{de la} compo- sition du cristal.

Les facteurs 1 et 2 varient rapidement ^{et en sens}

opposé ^{dans un} domaine limité de température ^d’où

l’apparition ^d’une température ^où l’électrolumi-

722

nescence est maximum. Ce maximum glisse ^vers

les basses températures ^aux fortes concentrations

en cuivre mais ^sans qu’il puisse être décidé si cette apparence ^{est due au} facteur du 3°, ^{seul ou non.}

Ces expériences ^ne permettent pas d’estimer les rendements d’électroluminescence, ^{mieux vaut}

pour cela utiliser des poudres ^{dans des cellules}

standardisées avec soin.

Aux champs ^{très élevés et aux très hautes} tempé-

ratures l’électroluminescence peut être modifiée irréversiblement _pour des causes attribuées à des altérations du milieu.

Par l’étude de l’électroluminescence seule il est difficile de séparer les contributions des trois méca- nismes. Ceci peut être fait par des recherches sur

d’autres propriétés ^{du ZnS. Des} travaux sont actuellement en cours, dans notre laboratoire, ^sur*

trois points qui apparaissent particulièrement importants.

1 ° Détermination de la conductibilité du ZnS

en tension alternative, ^méthode qui ^{donne des}

résultats indépendants ^{de la nature des contacts.}

20 Étude de l’affaiblissement de la lumines-

cence par les champs électriques.

30 Recherche sur l’émission extérieure d’élec- trons à partir ^{de la} surface du cristal chauffé après

excitation à basse température. ^Ces électrons, ^dont

l’émission par certaines substances luminescentes

a été détectée (Lepper [5]), ^ont probablement ^leur origine dans des niveaux donneurs en surface, ^une

telle étude est susceptible de donner des infor- mations ^{sur la} distribution de tels niveaux dans le ZnS.

REMERCIEMENTS.

L’auteur tient à remercier le Pr J. Sayers qui ^{a rendu ce travail} possible, ^ainsi

que

l’Admiralty

pour la permission ^de publier

ce mémoire. Des remerciements spéciaux ^{vont au}

Dr D. Hamilton pour la fourniture des cristaux et pour ^son amabilité à nous faire connaître ses

( sultats avant publication.

DISCUSSION

Dr G. F. Alfrey.

^La Communication pré-

sentée le jour ^du Colloque comprenait ^divers compléments expérimentaux ^et théoriques. ^Les

différents mécanismes possibles ^{ont été} discutés ;

les diverses théories présentées ^{à ce} Colloque

réussissent toutes dans une certaine mesure à rendre compte ^de l’expérience. ^{Pour choisir entre} elles, ^nous attirons l’attention sur la nécessité de

compléter ^{les mesures} d’électroluminescence _par d’autres ^mesures électriques (cf. ^notre conclusion).

1. Dr F. E. Williams (Schenectady).

^Récem- ment, nous avons publié ^{une théorie de la} dépen-

dance de l’intensité de l’électroluminescence en

fonction de la température (JoANSOrt, ^{PIPER et} WILLIAMS, J. Electrochem. Soc., ^avril 1956). ^En particulier, ^{cette théorie} explique ^{l’effet des} pièges

sur l’électroluminescence. ^A basse température ^les pièges fournissent des électrons dans la région ^{où le} champ ^{est élevé. A haute} température, ^les pièges ^se

vident par activation thermique, augmentant ^le champ ^{dans la} région ^de la barrière. La contri- bution totale à l’intensité d’électroluminescence’

des pièges ^{à électrons} caractérisés par la ^constante de vitesse k’ est

, où v ^{est la} fréquence ^et Bl, B2 et p ^{sont des cons-}

tantes. Il est possible ^{d’obtenir la constante de}

vitesse k’ à partir ^{de la} thermoluminescence. Par

exemple, ^{le Dr} Piper ^{de notre} laboratoire a expliqué

la différence entre les courbes III et IV sur la

figure 2 de la communication d’Alfrey, d’après

cette théorie. A basse fréquence les donneurs

profonds ^{se vident} thermiquement ^et par ^con-

séquent ^ne fournissent pas d’électrons quand ^le champ ^{est élevé.}

2. Dr R. Gogaux (Charleroi).

La relation B - exp (- ^b / V1/2) ^est déduite de la relation de Seitz [9] ^P

exp (- c /F). La relation de Seitz a

été établie en supposant le réseau à 0 OK et l’exci- tation des seuls modes acoustiques. ^{Si on tient} compte que le réseau ^est porté ^{à To} °K, ^{et dans les}

mêmes conditions de vibration du réseau, ^{la rela-}

tion de Seitz devient P

exp (- aTo V /F). ^Cette expression traduit la chance qu’a ^{un électron ther-} mique d’atteindre une énergie ^V lorsqu’un champ électrique ^{F est} appliqué ^{à un réseau} porté ^{à une} température To OK ; a ^{est une constante} dépendant

des propriétés ^du réseau, ^{elle est liée à la} probabilité

de collision électron-réseau.

Remarquons que P diminue lorsque ^la tempé-

rature du réseau augmente. ^{On en conclut} que la luminance devrait diminuer lorsque ^{le réseau}

s’échauffe. L’expérience ^{confirme cette} conclusion.

Le mécanisme proposé par Piper et Williams [10]

n’interviendrait qu’aux températures ^basses.

Si on admet l’origine thermique des électrons

«

têtes de chaîne » on peut ^déduire qu’il ^{existe un}

maximum dans la production d’électrons rapides.

Ce maximum aurait lieu à une température

de 150 OK environ. Ceci serait en accord avec les récents travaux de Johnson,"Piper ^{et Williams} [11].

Dr G. F. Alfrey.

^{Je ne} suis pas certain _{que le} concept ^d’une température électronique, qui ^{est à}

la base de la théorie ci-dessus, ^{soit valable dans}

le ZnS, ^lors des conditions donnant lieu à l’électro-

723

luminescence. J’insiste sur la nécessité d’étudier d’autres propriétés ^{du ZnS} pour savoir si les concepts ^valables pour d’autres substances peuvent

lui être appliqués.

Dr F. E. Williams (Schenectady):

^Dans l’électroluminesçence ^{due à un} potentiel alternatif,

nous croyons que ^les porteurs ^de charge respon- sables de l’excitation des centres luminescents par collision inélastique prennent naissance, ^en général,

par l’ionisation due ^au champ des niveaux loca- lisés. L’ionisation thermique n’influence l’électro- luminescence qu’indirectement par changement ^de

!a probabilité d’occupation du niveau localisé : c’est-à-dire, l’ionisation thermique ^{influence le} champ ^{local et le nombre} des niveaux ionisés par ^ce

champ. ^{Avec ces} idées, ^{il est} possible d’expliquer ^la dépendance de l’intensité d’électroluminescence

envers la température.

Dr D. Curie (Paris).

^Je crois aussi que l’ionisation des donneurs qui donnent les porteurs

accélérés a lieu principalement ^sous l’action du

champ, mais, ^{suivant une idée de} Frenke, l’agita-

tion thermique ^{et le} champ pourraient s’entr’aider pour provoquer ^cette ionisation [12]. ^{S’il y a N}

niveaux d’impureté ^de profondeur W, ^{le nombre}

n de niveaux vides à l’équilibre ^à température ^T

serait dans un champ ^{E :}

3. Dr C. H. Haake (Westinghouse Co, ^Bloom- field).

^La décroissance de la luminance excitée par électroluminescence, quand ^la température croit, ^{a été attribuée} par plusieurs ^{auteurs à un}

mécanisme d’extinction thermique. ^{Nous avons} analysé ^ce phénomène ^{et relié la} luminance par électroluminescence (Il) ^{à un} facteur d’extinc- tion (pl) égal ^au rapport ^entre la luminance par

photoluminescence (Il) ^{à la} température ^{T consi-}

dérée et la luminance maximum par photolumi-

nescence (Il.) ^{à basse} température [13].

Ainsi la luminance idéale _par électrolumines-

cence (Ielo), ^s’il n’intervenait aucune extinction

thermique, pourrait ^être simplement exprimée par

le rapport ^de (Iei) ^sur (Pt)

En élevant la température ^cette luminance idéale

garde ^une allure croissante ou tend vers une limite de saturation ^ce qui confirme les résultats du Dr Alfrey. Cependant ^cette extinction thermique,

considérée comme une cause de diminution de l’électroluminescence quand ^la température croît, peut ^être fortement cachée par d’autres effets

thermiques. Johnson, Piper ^{et Williams} [14] signa-

lèrent une décroissance très accusée de l’électro- luminescence à des températures ^très inférieures à celles où apparaît l’extinction thermique.

4. Dr W. Lehmann (Westinghouse, Bloomfield).

-

Le ^Dr Alfrey signale que des résultats prati- quement identiques ^{ont été obtenus dans l’un} quel-

conque des ^cas suivants : cristaux directement au

contact d’une pointe ^de tungstène (type 1), ^cristaux

directement au contact d’électrodes métalliques

obtenues par évaporation (type 2), et cristaux

isolés des électrodes métalliques par une feuille de mica (type 3). L’excitation est néanmoins attribuée

au champ ^{dans une barrière} cathodique.’L’existence

d’une telle barrière paraît plausible ^{pour les} types ¹

et 2, ^{mais non} pour le type 3 ; ^des différences seraient au moins observées dans les trois cas. Les barrières hypothétiques sont-elles géométriquement

situées aux extrémités des cristaux vers la cathode

ou réparties ^{à travers} le cristal ? Des mesures de

répartition ^du potentiel ^{à travers} les cristaux ont- elles été faites ? Par quelles régions des cristaux la lumière est-elle réellement émise, par la région cathodique ^ou par la région anodique ? ^Est-elle

émise _par quelques points ^à l’intérieur des cristaux,

certaines couches internes ^ou superficielles, ^ou

uniformément _par l’ensemble du cristal ?

Drs Al f rey.

^{Sur la} question ^de la provenance de l’émission électroluminescente dans les cristaux,

les observations ne sont pas ^en accord. Frankl

signale ^une électroluminescence répartie ^suivant

tout le cristal ; ^{Diemer trouve des} points ^lumineux répartis ^le long ^{de certaines} lignes ; ^nos mesures,

même avec le cristal . immergé dans ^{un milieu}

d’indice élevé, ^montrent l’électroluminescence ^seu-

lement dans la région de la barrière cathodique.

Des expériences qui ^seront publiées ^{bientôt sur}

l’extinction des scintillations ^ce _{par le} champ

montrent aussi dans nos cristaux l’existence d’une barrière cathodique.

L’indépendance des résultats envers la nature des électrodes peut ^résulter de l’existence d’états de surface dans le ZnS, semblables à ceux invoqués

par Brattain _{pour le} germanium. ^{Mais ’actuel-}

lement on n’a _pas assez de matériel expérimental

pour affirmer l’existence de tels états.

5. Dr K. Scharf (Haïfa).

^{Nous avons observé}

l’électroluminescence de monocristaux de fluorine naturelle. Ces cristaux étaient transparents ^{dans le}

visible et ne donnaient pas ^de photoluminescence

sous irradiation U. V. Nous avons appliqué ^une

tension aternative sinusoïdale 50 périodes; ^entre

des éelctrodes de verre conducteur. L’électro- luminescence ainsi obtenue montrait des similarités

avec celle des monocristaux de ZnS ou CdS. L’émis- sion lumineuse apparaissait ^au microscope ^comme

localisée à certaines parties ^{du cristal. La} figure ¹

724

montre les ondes de brillance de la lumière émise.

On _{y remarque} l’absence de pic secondaire. Les maxima étaient en phase ^{avec la tension} appliquée

FIG. 1.

t

et déphasés par rapport ^au courant traversant le cristal. L’émission croît exponentiellement ^{avec la}

tension. Pendant la durée de Inobservation, ^on

observait parfois ^des changements ^de l’intensité

; ^{FIG. 2.}

d’émission. Ces changements entraînaient parfois

une asymétrie ^{de l’onde de brillance} (fig. 2). ^Nous

supposons qu’il s’agit d’effets secondaires dus au

passage ^du courant, apparaissant ^{surtout aux}

tensions élevées.

6. Dr G. Diemer (Eindhoven).

L’étude de l’électroluminescence semble à première ^{vue devoir}

s’effectuer dans des conditions mieux définies sur

des monocristaux _que sur des poudres. ^{Mais en}

réalité le cas des monocristaux est au moins aussi

complexe : ^effets d’inhomogénéité optique, ^de

barrières internes (à des distances respectives ^de

l’ordre de quelques microns), par ailleurs difficultés d’activation : des poudres ayant ^{les mêmes concen-}

trations que celles que donne Alfrey pour ^ses cris- taux se comportent différemment, ^ce qui ^conduit

à envisager ^avec prudence la relation indiquée par

Alfrey ^{entre la} température du maximum d’élec- troluminescence et la concentration en cuivre.

Voici maintenant une remarque ^sur les théories

d’Alfrey ^et Taylor ^de l’électroluminescence en

fonction de T et ^v. La conception ^{des barrières}

semble bien établie (Zalm, Frankl).. ^Nous posons, à l’équilibre, l’égalité ^{de la} probabilité d’excitation et de recombinaison. Mais cette dernière est difficile à évaluer exactement. Alfrey utilise la conduc- tibilité à l’obscurité pour déterminer le nombre d’électrons de conductibilité ; ^{mais ce nombre a} changé pour le phosphore ^excité. Malgré ^l’accord

trouvé par Alfrey ^{entre les} valeurs de l’énergie

d’activation E calculée par l’électroluminescence et par la conductivité ^à l’obscurité, ^{nous ne} pensons pas qu’il y ait de relation directe entre elles, ^mais plutôt ^une relation indirecte due à la présence ^des pièges (cf. la Communication de Zalm).

Dr Alfrey.

Je suis d’accord avec le Dr Diemer

sur le fait qu’il ^ne faut pas attacher trop d’impor-

tance aux valeurs numériques de la concentration

en cuivre données dans mon mémoire. Mais il semble néanmoins _y avoir une tendance générale, ^{au moins} qualitative, pour la température du maximum d’électroluminescence à baisser quand ^{la concen-}

tration en cuivre augmente.

Je crois toujours que ^notre traitement de l’émis- sion en électroluminescence est correct. C’est la

température ^seule qui contrôle le nombre d’élec- trons disponibles pour l’accélération pendant ^une période. ^Le champ ^{et la} fréquence déterminent

simplement ^ce qui ^{arrive à ces} électrons. La corré- lation entre les valeurs de R résultant de l’électro- luminescence et de la conductibilité semble trop

nette _pour être fortuite.

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[12] ^CURIE (D.), ^J. Physique Rad., 1953, 14, ^672.

THORNTON (W. A.), Phys. Rev., 1956, 102, ^38.

[13] ^HAAKE (C. H.), Phys. Rev., 1955, 98, 1544 ^et Sym- posium

l’électroluminescence et la photo-

conduction des substances luminescentes inor-

ganiques, Brooklyn, ^9-10 septembre ^1955.

[14] ^JOHNSON (P. D.), ^PIPER (W. W.) et WILLIAMS (F. E.),

Congrès ^de printemps de l’Electrochemical Society ^à

Cincinnati, 1-5 mai 1955.