Skip to main content
SpringerLink
Log in

Diffusion effects in electron bombardment induced processes

I. Cathodoluminescence

Диффузионные явления при процессах, возбужденных электронной бомбардировкой

I. Катодолюминесценция

  • Published:
Acta Physica Academiae Scientiarum Hungaricae

Abstract

An analysis of the voltage dependence of processes induced by electron bombardment is given taking into consideration the surface recombination and diffusion. The diffusion equation ofDeVore is combined withKoller-Alden’s,Young’s andFeldman’s laws relating to the dissipation of beam power and penetration of incident electrons.

The cathodoluminescence is analysed on the basis of theSchön-Klasens model. For 1–15 kV×1 μA/cm2 excitation density the luminescence processes can be characterized by code number 122122 ofKlasens in ZnS phosphors. The diffusion of minority carriers may be described by a linear differential equation.

A good agreement was obtained between the theoretical resp. experimental brightness versus voltage curves. By their analysis the diffusion lengthL and the velocityS of the surface recombination was determined. It was found thatL=0,05–0,2 micron andS=6×103−106 cmsec−1 for several phosphors. The lifetime and mobility of holes can be estimated in ZnS τ p = 4.4·10−10 sec,μ p = 11 cm2/Vsec.

Резюме

В работе дается анализ процессов, возбужденных электронной бомбардировкой; принимаются во внимание и поверхностная рекомбинация и диффузия. Комбинируются диффузионное уравнение Дэвора и законы Коллера-Алдена, Юнга и Фельдмана, описывающие потери энергии и глубину проникновения электронов.

Катодолюминесценция описывается на основе модели Шэн-Клазенса. Люминесцентные процессы при условиях возбуждения 1–15 kV, 1 μA/cm2 могут быть охарактеризованы в люминофоре ZnS кодовым номером 122122 Клазенса. Диффузия неосновных носителей зарядов описывается линейным диффения, определенная теоретически, хорошо согласуется с данными опыта. Анализом кривых определялись диффузионная длинаL и скорость поверхностной рекомбинацииS. Для этих величин в случае многих люминофоров получены значения:

L=0,05–0,2 микрон иS=6.103−106 cm. сек−1. Оценка времени Зизни и подвиж ности дырок в ZnS приводит к результатам:π p = 4,4.10−10 сек,μ p = 11 cm2/VСек.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Log in via an institution

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Institutional subscriptions

Similar content being viewed by others

References

  1. Gy. Gergely, Z. Phys. Chem.,211, 274, 1959.

    Google Scholar 

  2. Gy. Gergely andI. Hangos, Symposium on Solid State Physics in Electronics and Telecommunications, Bruxelles 1958, Academic Press, London, 1960. Vol. 4. p. 724.

    Google Scholar 

  3. Gy. Gergely Acta Phys. Hung.12, 253, 1961.

    Article  MathSciNet  Google Scholar 

  4. P. H. Dowling andJ. R. Sewell, Journ. El. Chem. Soc.,100, 22, 1953.

    Google Scholar 

  5. M. Knoll andB. Kazan, Storage Tubes, J. Wiley, New-York, 1952.

    Google Scholar 

  6. A. Bril, Brit. Journ. Appl. Phys., No.4, 10, 1954.

    Google Scholar 

  7. E. J. Sternglass, Phys. Rev.,95, 345, andJ. E. Holliday undE. J. Sternglass, Journ. Appl. Phys.,28, 1189, 1957.

    Google Scholar 

  8. K. G. McKay, Phys. Rev.,74, 1606 1948;77, 816, 1950.

    Article  ADS  Google Scholar 

  9. A. G. Chynoweth, Phys. Rev.,83, 254, 264, 1951.

    Article  ADS  Google Scholar 

  10. W. Ruppel.. Helv. Phys. Acta,31, 311, 1958 and private communication.

    Google Scholar 

  11. M. Lampert, Phys. Rev.,103, 1648, 1956.

    Article  ADS  Google Scholar 

  12. H. Kallmann andJ. Dressner, Phys. Rev.,114, 71, 1959.

    Article  ADS  Google Scholar 

  13. I. Broser (private communication).

  14. H. B. DeVore, Phys. Rev.,102, 86, 1956.

    Article  ADS  Google Scholar 

  15. A. H. Benny andF. D. Morten, Proc. Phys. Soc.,72, 1007, 1958.

    Article  Google Scholar 

  16. H. U. Harten, Philips Res. Repts.,14, 346, 1959.

    Google Scholar 

  17. T. Ting-Yuan and K. Kuo-Yu, Tagung Festkörperphysik und Physik der Leuchtstoffe, Erfurt 1957, p62; Akademie Verlag Berlin, 1958.

    Google Scholar 

  18. M. Schön, Physica,20, 930, 1954. Halbleiterprobleme4, 282, 1958, Vieweg, Braunschweig.

    Article  ADS  Google Scholar 

  19. H. A. Klasens, Journ. Phys. Chem. Solids,7, 165, 1958.

    Article  ADS  Google Scholar 

  20. Iu. M. Popov andV. P. Shabanskii, Optics and Spectroscopy,6, 500, 1959.

    ADS  Google Scholar 

  21. H. Kallmann andE. Sucov, Phys. Rev.,109, 1473, 1958.

    Article  ADS  Google Scholar 

  22. J. R. Young, Journ. Appl. Phys.,28, 524, 1957.

    Article  ADS  Google Scholar 

  23. C. Feldman, Phys. Rev.,117, 455, 1960.

    Article  ADS  Google Scholar 

  24. R. H. Bube, Journ. Phys. Chem. Solids,1, 234, 1957.

    Article  ADS  Google Scholar 

  25. I. Broser andR. Broser-Warminsky, Journ. Phys. Chem. Solids,6, 386, 1958.

    Article  ADS  Google Scholar 

  26. L. R. Koller andE. D. Alden, Phys. Rev.,83, 684, 1951 andL. R. Koller andH. D. Cochill, Journ. Appl. Phys.,29, 1064, 1958.

    Article  ADS  Google Scholar 

  27. P. J. Daniel, R. F. Schwarz, M. E. Lasser andL. W. Hershinger, Phys. Rev.,111, 1240, 1958.

    Article  ADS  Google Scholar 

  28. W. Ehrenberg andJ. Franks, Proc. Phys. Soc., B66, 1057, 1953 andW. Ehrenberg’s private communication.

    Article  ADS  Google Scholar 

  29. G. Diemer, G. J. van Gurp andW. Hoogenstraaten, Philips Res. Repts.,13, 458, 1958;14, 11, 1959 and Journ. Phys. Chem Solids.,2, 119, 1957.

    Google Scholar 

  30. J. Auth andR. Ridder, Ann. Phys.,20, 210, 1957;2, 351, 1959.

    Article  Google Scholar 

  31. M. Balkanski andI. Broser, Z. Elektrochem.,61, 715, 1957.

    Google Scholar 

  32. E. Rittner, Photoconductivity Conference, Atlantic City, 1954. John Wiley, New York, 1956, p. 215.

    Google Scholar 

  33. Gy.Gergely, Proc. Phys. Soc.,76, 437, 1960.

    Article  Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

  1. Research Institute for Telecommunication, Budapest

    Gy. Gergely

Authors
  1. Gy. Gergely
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

Gergely, G. Diffusion effects in electron bombardment induced processes. Acta Phys. Hung. 12, 221–240 (1960). https://doi.org/10.1007/BF03161258

Download citation

  • Received:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/BF03161258

Keywords

Search

Navigation