प्रदीप्त और फोटोनिक सामग्री
प्रदीप्त सामग्री अवशोषित ऊर्जा को एक मेजबान जालक में सक्रियण केंद्रों के माध्यम से उत्सर्जित प्रकाश में परिवर्तित करती है, जबकि फोटोनिक सामग्री प्रकाश के प्रसार को नियंत्रित करने के लिए आवधिक संरचना का उपयोग करती है; दोनों ठोस पदार्थों में प्रकाश-पदार्थ संपर्क के रसायन विज्ञान पर आधारित हैं।
Definition
प्रदीप्त सामग्री ऐसे ठोस पदार्थ हैं जो फोटॉन, इलेक्ट्रॉन या अन्य ऊर्जा से उत्तेजित होने पर प्रकाश उत्सर्जित करते हैं, जो एक मेजबान जालक में स्थानीयकृत ऑप्टिकल केंद्रों के माध्यम से होता है; फोटोनिक सामग्री ऐसे ठोस पदार्थ हैं जिनकी अपवर्तक सूचकांक में आवधिक भिन्नता प्रकाश के प्रसार को नियंत्रित करती है, जिसमें फोटोनिक बैंड गैप बनाना भी शामिल है।
Scope
यह विषय प्रकाश उत्सर्जित करने या उसे नियंत्रित करने के लिए डिज़ाइन किए गए ठोस पदार्थों को शामिल करता है: फॉस्फोरस जिसमें सक्रियक आयन, अक्सर दुर्लभ-पृथ्वी या संक्रमण-धातु डोपेंट, एक मेजबान क्रिस्टल के भीतर प्रदीप्त होते हैं; मेजबान-सक्रियक रसायन विज्ञान, ऊर्जा हस्तांतरण, और विन्यास-समन्वय चित्र जो उत्सर्जन रंग और दक्षता को नियंत्रित करते हैं; और फोटोनिक सामग्री जिनकी आवधिक ढांकता हुआ संरचना फोटोनिक बैंड गैप बनाती है जो प्रकाश के प्रवाह को आकार देती है। यह ऑप्टिकल केंद्रों और संरचना को प्रकाश व्यवस्था, डिस्प्ले और ऑप्टिकल घटकों से जोड़ता है।
Core questions
- एक मेजबान जालक में सक्रियक केंद्र प्रदीप्ति कैसे उत्पन्न करते हैं?
- एक फॉस्फोर के उत्सर्जन के रंग और दक्षता को क्या नियंत्रित करता है?
- केंद्रों के बीच ऊर्जा हस्तांतरण प्रदीप्ति को कैसे प्रभावित करता है?
- फोटोनिक संरचनाएं प्रकाश के प्रसार को कैसे नियंत्रित करती हैं?
Key concepts
- मेजबान जालक और सक्रियक
- दुर्लभ-पृथ्वी और संक्रमण-धातु केंद्र
- विन्यास-समन्वय मॉडल
- ऊर्जा हस्तांतरण और शमन
- फोटोनिक बैंड गैप
- प्रकाश का परिरोधन और मार्गदर्शन
Key theories
- मेजबान-सक्रियक प्रदीप्ति
- फॉस्फोरस में उत्सर्जन मेजबान में अंतर्निहित सक्रियक आयनों के ऑप्टिकल संक्रमणों से आता है; मेजबान और स्थानीय समन्वय ऊर्जा स्तरों को निर्धारित करते हैं, और विन्यास-समन्वय मॉडल अवशोषण, उत्सर्जन और थर्मल शमन की व्याख्या करता है।
- फोटोनिक बैंड गैप
- ढांकता हुआ सामग्री की एक आवधिक व्यवस्था कुछ आवृत्ति श्रेणियों में प्रकाश के प्रसार को प्रतिबंधित कर सकती है, जिससे इलेक्ट्रॉनिक बैंड गैप के समान एक फोटोनिक बैंड गैप बनता है और प्रकाश को सीमित, निर्देशित और हेरफेर करने की अनुमति मिलती है।
Mechanisms
एक सक्रियक आयन ऊर्जा को अवशोषित करता है और एक उत्तेजित अवस्था में चला जाता है जहाँ से यह विकिरण द्वारा शिथिल होता है, एक फोटॉन उत्सर्जित करता है जिसकी ऊर्जा केंद्र और उसके वातावरण द्वारा निर्धारित होती है; प्रतिस्पर्धी गैर-विकिरणकारी शिथिलता और शमन स्थलों पर ऊर्जा हस्तांतरण दक्षता को कम करते हैं, जबकि फोटोनिक क्रिस्टल में आवधिक संरचना से हस्तक्षेप कुछ ऑप्टिकल मोड को प्रतिबंधित करता है।
Clinical relevance
प्रदीप्त और फोटोनिक सामग्री सफेद-प्रकाश और डिस्प्ले प्रौद्योगिकी को सक्षम बनाती है: फॉस्फोरस प्रकाश उत्सर्जक डायोड और फ्लोरोसेंट लैंप के उत्सर्जन को उपयोग योग्य रंगों में परिवर्तित करते हैं, सिंटिलेटर और एक्स-रे फॉस्फोरस इमेजिंग में सेवा करते हैं, और फोटोनिक संरचनाएं ऑप्टिकल फाइबर, लेजर और एकीकृत फोटोनिक उपकरणों में प्रकाश को निर्देशित और फ़िल्टर करती हैं।
History
फॉस्फोरस का रसायन विज्ञान बीसवीं शताब्दी में फ्लोरोसेंट प्रकाश व्यवस्था और कैथोड-रे डिस्प्ले के लिए विकसित हुआ, जिसमें ब्लैस और ग्रैबमायर जैसे कार्यों में दुर्लभ-पृथ्वी सक्रियकों को संहिताबद्ध किया गया। याब्लोनोविच और जॉन द्वारा 1987 में स्वतंत्र रूप से प्रस्तुत फोटोनिक बैंड गैप की अवधारणा ने प्रकाश को नियंत्रित करने के लिए फोटोनिक क्रिस्टल के डिजाइन को खोला, जो आधुनिक ऑप्टिकल प्रौद्योगिकी में प्रदीप्त रसायन विज्ञान का पूरक है।
Key figures
- George Blasse
- Eli Yablonovitch
- Sajeev John
Related topics
Seminal works
- blasse1994
- joannopoulos2008
Frequently asked questions
- एक सफेद एलईडी को फॉस्फोर की आवश्यकता क्यों होती है?
- एक प्रकाश उत्सर्जक डायोड आमतौर पर रंग का एक संकीर्ण बैंड उत्सर्जित करता है, अक्सर नीला। एक फॉस्फोर कोटिंग उस प्रकाश के एक हिस्से को अवशोषित करती है और इसे लंबी तरंग दैर्ध्य पर फिर से उत्सर्जित करती है, इसलिए प्रेषित और परिवर्तित प्रकाश का संयोजन सफेद दिखाई देने के लिए मिश्रित होता है।
- फोटोनिक बैंड गैप क्या है?
- यह प्रकाश आवृत्तियों की एक श्रृंखला है जो एक ऐसी सामग्री के माध्यम से प्रसारित नहीं हो सकती है जिसका अपवर्तक सूचकांक तरंग दैर्ध्य के पैमाने पर आवधिक रूप से भिन्न होता है। उस सीमा में प्रकाश प्रसारित होने के बजाय परावर्तित या सीमित होता है, ठीक वैसे ही जैसे एक निषिद्ध ऊर्जा बैंड एक अर्धचालक में इलेक्ट्रॉनों को अवरुद्ध करता है।