上轉發光材料為什麼有不同顏色

Ⅰ 各種顏色熒光的原理是什麼

使用單片機控制操作的交替點亮循環電路

Ⅱ 發光二極體是發光的顏色是怎麼弄的

【發光二極體是半導體二極體的一種，可以把電能轉化成光能。】發光二極體與普通二極體一樣是由一個PN結組成，也具有單向導電性。當給發光二極體加上正向電壓後，從P區注入到N區的空穴和由N區注入到P區的電子，在PN結附近數微米內分別與N區的電子和P區的空穴復合，【產生自發輻射的熒光。】
【不同的半導體材料中電子和空穴所處的能量狀態不同。】當電子和空穴復合時釋放出的能量多少不同，【釋放出的能量越多，則發出的光的波長越短。】 而波長的長短就決定了光的顏色，所以不同的發光二極體，發出的顏色是不同的。

Ⅲ 為什麼LED發光顏色不同

1998年發白光的LED開發成功。這種LED是將GaN晶元和釔鋁石榴石（YAG）封裝在一起做成。GaN晶元發藍光（λp=465nm，Wd=30nm），高溫燒結製成的含Ce3+的YAG熒光粉受此藍光激發後發出黃色光，峰值550nm。藍光LED基片安裝在碗形反射腔中，覆蓋以混有YAG的樹脂薄層，約200-500nm。 LED基片發出的藍光部分被熒光粉吸收，另一部分藍光與熒光粉發出的黃光混合，可以得到得白光。現在，對於InGaN/YAG白色LED，通過改變YAG熒光粉的化學組成和調節熒光粉層的厚度，可以獲得色溫3500-10000K的各色白光。

LED的發光顏色和發光效率與製作LED的材料和製程有關，目前廣泛使用的有紅、綠、藍三種。由於LED工作電壓低(僅1.5-3V)，能主動發光且有一定亮度，亮度又能用電壓(或電流)調節，本身又耐沖擊、抗振動、壽命長(10萬小時)。製造LED的材料不同，可以產生具有不同能量的光子，藉此可以控制LED所發出光的波長，也就是光譜或顏色。 史上第一個LED所使用的材料是砷(As)化鎵(Ga) ，其正向PN結壓降(VF，可以理解為點亮或工作電壓)為1.424V，發出的光線為紅外光譜。另一種常用的LED材料為磷(P)化鎵(Ga)，其正向PN結壓降為2.261V，發出的光線為綠光。 基於這兩種材料，早期 LED工業運用GaAs1-xPx材枓結構，理論上可以生產從紅外光一直到綠光范圍內任何波長的LED，下標X代表磷元素取代砷元素的百分比。一般通過 PN結壓降可以確定LED的波長顏色。其中典型的有GaAs0.6P0.4 的紅光LED，GaAs0.35P0.65的橙光LED，GaAs0.14P0.86的黃光 LED等。由於製造採用了鎵、砷、磷三種元素，所以俗稱這些LED為三元素發光管。 而GaN(氮化鎵)的藍光 LED 、GaP 的綠光 LED和GaAs紅外光LED，被稱為二元素發光管。而目前最新的製程是用混合鋁(Al)、鈣(Ca) 、銦(In)和氮(N)四種元素的AlGaInN 的四元素材料製造的四元素LED，可以涵蓋所有可見光以及部份紫外光的光譜范圍。

所以就是製造LED的材料和電流來決定發光的光波

Ⅳ 發光二極體有的發紅光，有的發綠光，其原理有何不同

發光二極體的核心部分是由P型半導體和N型半導體組成的晶片，在P型半導體和N型半導體之間有一個過渡層，稱為PN結。在某些半導體材料的PN結中，注入的少數載流子與多數載流子復合時會把多餘的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉換為光能。PN結加反向電壓，少數載流子難以注入，故不發光。這種利用注入式電致發光原理製作的二極體叫發光二極體，通稱LED。 當它處於正向工作狀態時（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽極流向陰極時，半導體晶體就發出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強弱與電流有關。 磷砷化鎵二極體發紅光，磷化鎵二極體發綠光，碳化硅二極體發黃光 普通單色發光二極體的發光顏色與發光的波長有關，而發光的波長又取決於製造發光二極體所用的半導體材料。紅色發光二極體的波長一般為650~700nm，琥珀色發光二極體的波長一般為630~650 nm ，橙色發光二極體的波長一般為610~630 nm左右，黃色發光二極體的波長一般為585 nm左右，綠色發光二極體的波長一般為555~570 nm

Ⅳ 發光二極體為什麼會有不同的顏色

PN結摻雜不同發出的光也不同

砷化鎵(GaAs)-紅色及紅外線
鋁砷化鎵(AlGaAs)-紅色及紅外線
鋁磷化鎵(AlGaP)-綠色
(AlGaInP)-高亮度的橘紅色，橙色，黃色，綠色
磷砷化鎵(GaAsP)-紅色，橘紅色，黃色
磷化鎵(GaP)-紅色，黃色，綠色
氮化鎵(GaN)-綠色，翠綠色，藍色
銦氮化鎵(InGaN)-近紫外線，藍綠色，藍色
碳化硅(SiC)(用作襯底)-藍色
硅(Si)(用作襯底)-藍色(開發中)
藍寶石(Al2O3)(用作襯底)-藍色
zincselenide(ZnSe)-藍色
鑽石(C)-紫外線
氮化鋁(AlN),aluminiumgalliumnitride(AlGaN)-遠至近的紫外線

Ⅵ 上轉換發光材料的上轉換過程及其機理

其原理有激發態吸收（ESA）、能量傳遞上轉換（ETU）和光子雪崩（PA）三種。 能量傳遞是指通過非輻射過程將兩個能量相近的激發態離子藕合，其中一個把能量轉移給另一個回到低能態，另一個離子接受能量而躍遷到更高的能態。能量傳遞上轉換可以發生在同種離子之間，也可以發生在不同的離子之間。因此，能量傳遞上轉換可以分為兩類：
（a） 連續能量傳遞
如圖2-2所示，為連續能量傳遞上轉換示意圖。處於激發態的施主離子通過無輻射躍遷返回基態，將能量傳遞給受主離子，從而使其躍遷至激發態，處於激發態的受主離子還可以通過此能量傳遞躍遷至更高能級，從而躍遷至基態時發射出更高能量的光子。 圖2-2 連續能量傳遞過程 上轉換納米顆粒通常由無機基質及鑲嵌在其中的稀土摻雜離子組成。盡管理論上大多數稀土離子都可以上轉換發光，而事實上低泵浦功率（10W/cm2）激發下，只有，和作為激活離子時才有可見光被觀察到，原因是這些離子具有較均勻分立的能級可以促進光子吸收和能量轉移等上轉換所涉及的過程。為了增強上轉換效率，通常作為敏化劑與激活劑一同摻雜，因其近紅外光譜顯示其有較寬的吸收域。作為一條經驗法則，為了盡量避免激發能量因交叉弛豫而造成的損失，在敏化劑-激活劑體系中，激活劑的摻雜濃度應不超過2%。
上轉換過程的發生主要依賴於摻雜的稀土離子的階梯狀能級。然而基質的晶體結構和光學性質在提高上轉換效率方面也起到重要作用，因而基質的選擇至關重要。用以激發激活離子的能量可能會被基質振動吸收。基質晶體結構的不同也會導致激活離子周圍的晶體場的變化，從而引起納米顆粒光學性質的變化。優質的基質應具備以下幾種性質：在於特定波長范圍內有較好的透光性，有較低的聲子能和較高的光致損傷閾值。此外，為實現高濃度摻雜基質與摻雜離子應有較好的晶格匹配性。綜上考慮，稀土金屬、鹼土金屬和部分過渡金屬離子（如 ,和）的無機化合物可以作為較理想的稀土離子摻雜基質。表1列出了常用於生物學研究的上轉換材料基質。

盡管目前UC顆粒已有許多合成方法，為了得到高效的UC發光產品，許多研究仍致力於探尋合成高晶化度的UC顆粒。具有較好晶體結構的納米顆粒，其摻雜離子周圍有較強的晶體場，且因晶體缺陷而導致的能量損失較少。考慮到生物領域的應用，為與生物（大）分子結合，納米顆粒應同時具備小尺寸和良好分散性的特點。傳統的合成上轉換納米顆粒的方法中，為了得到高晶化度、高分散度、特定的晶相和尺寸的產物，總體上對反應條件有較高的要求，如高溫和長反應時間，而這可能導致顆粒的聚集或顆粒尺寸變大。對此，我們最近研究找到了較溫和的反應條件，在此條件下合成的納米顆粒有小尺寸和較好的光學性質。嚴格控制摻雜濃度，還可以得到不同晶相和尺寸的納米顆粒，這一事實在最近Yu的文獻中得到了證實。 稀土離子的吸收和發射光譜主要來自內層4f電子的躍遷。在外圍5s和5p的電子的屏蔽下，其4f電子幾乎不與基質發生相互作用，因此摻雜的稀土離子的吸收和發射光譜與其自由離子相似，顯示出極尖銳的峰（半峰寬約為10~20nm）。而這同時就對激發光源的波長有了很大的限制。幸運的是，商業化的980nm InGaAs二極體激光系統恰巧與的吸收相匹配，為上轉換納米顆粒提供了理想激發源。
鑭系金屬離子通常有一系列尖銳的發射峰，因此為光譜的解析提供了特徵性較強的圖譜，避免了發射峰重疊帶來的影響。發射峰波長在根本上不受基質的化學組成和物理尺寸的影響。通過調節摻雜離子的成分和濃度，可以控制不同發射峰的相對強度，從而達到控制發光顏色的目的。
與傳統的反斯托克斯過程（如雙光子吸收和多光子吸收過程）不同，上轉換發光過程是建立在許多中間能級態的基礎上的，因此有較高的頻率轉換效率。通常，上轉換過程可以由低功率的連續波激光激發，而與之鮮明對比的是「雙光子過程」需要昂貴的大功率激光來激發。
由於內層4f電子躍遷的上轉換發光過程不涉及到化學鍵的斷裂，UC納米顆粒因而具有較高的穩定性而無光致褪色和光化學衰褪現象。許多獨立的研究表明，稀土摻雜的納米顆粒在經過數小時的紫外光和紅外激光照射後並未有根本的變化。
UC納米顆粒的上轉換發光具有連續性，而不會出現「閃光」現象。雖然單個離子會觀測到「閃光」，而由於UC納米顆粒中含有大量稀土離子，近期實驗已經證實在連續的紅外激光激發下其UC納米顆粒不會出現「閃光」現象。
由於f-f電子躍遷禁阻，三價稀土金屬離子通常具有長發光壽命。時控發光檢測技術即利用了這個光學特性，能夠盡量避免因生物組織、某些有機物種或其它摻雜物的多光子激發過程而產生的短壽命背景熒光的干擾。與傳統的穩定態發光檢測技術相比，由於信號/雜訊比顯著增大，其檢測靈敏度大大提高。

Ⅶ 為什麼化學發光會放出不同的顏色的光

焰色反應，可能是由於分子內的電子等的化合鍵斷裂不同而產生的電磁波波長不同，如Mg燃燒是亮白色，Na燃燒是黃色等。

焰色反應是某些金屬或它們的揮發性化合物在無色火焰中灼燒時使火焰呈現特徵的顏色的反應.有些金屬或它們的化合物在灼燒時能使火焰呈特殊顏色。這是因為這些金屬元素的原子在接受火焰提供的能量時，其外層電子將會被激發到能量較高的激發態。處於激發態的外層電子不穩定，又要躍遷到能量較低的基態。不同元素原子的外層電子具有著不同能量的基態和激發態。在這個過程中就會產生不同的波長的電磁波，如果這種電磁波的波長是在可見光波長范圍內，就會在火焰中觀察到這種元素的特徵顏色。利用元素的這一性質就可以檢驗一些金屬或金屬化合物的存在。這就是物質檢驗中的焰色反應。

Ⅷ 為什麼在日光下以不同角度觀察氧化後的矽片會有不同的顏色

因為分子排列是非常有規律的，這樣不同角度暴露在表面上的元素，就會非常有規律，使得同一角度的表面暴露的元素相同，而不同角度暴露的元素就可能不同，致使同一角度元素產生的光譜相同，不同角度產生的光譜可能不同，所以不同角度觀察會有不同的顏色。
在米粒大的矽片上，已能集成16萬個晶體管。這是何等精細的工程！這是多學科協同努力的結晶，是科學技術進步的又一個里程碑。
地殼中含量達25.8%的硅元素，為單晶硅的生產提供了取之不盡的源泉。由於硅元素是地殼中儲量最豐富的元素之一，對太陽能電池這樣註定要進入大規模市場（mass market）的產品而言，儲量的優勢也是硅成為光伏主要材料的原因之一。