Luminiscencia negativa
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La luminiscencia negativa es un fenómeno físico por el cual un dispositivo electrónico emite menos radiación térmica cuando pasa una corriente eléctrica a través de él que en el equilibrio térmico (corriente apagada). Cuando se ve con una cámara térmica , un dispositivo luminiscente negativo en funcionamiento parece más frío que su entorno.
Física
La luminiscencia negativa se observa más fácilmente en semiconductores . La radiación infrarroja entrante se absorbe en el material mediante la creación de un par de electrones y huecos . Se utiliza un campo eléctrico para eliminar los electrones y los huecos de la región antes de que tengan la oportunidad de recombinarse y volver a emitir radiación térmica. Este efecto se produce de forma más eficaz en regiones de baja densidad de portadores de carga.
También se ha observado luminiscencia negativa en semiconductores en campos eléctricos y magnéticos ortogonales. En este caso, la unión de un diodo no es necesaria y el efecto se puede observar en el material a granel. Un término que se ha aplicado a este tipo de luminiscencia negativa es luminiscencia galvanomagnética .
La luminiscencia negativa podría parecer una violación de la ley de radiación térmica de Kirchhoff . Esto no es cierto, ya que la ley solo se aplica en equilibrio térmico .
Otro término que se ha utilizado para describir dispositivos luminiscentes negativos es " interruptor de emisividad ", ya que una corriente eléctrica cambia la emisividad efectiva.
Historia
Este efecto fue visto por primera vez por físicos rusos en la década de 1960 en el AFIoffe Physicotechnical Institute, Leningrado, Rusia. Posteriormente, se estudió en semiconductores como el antimonuro de indio (InSb), el germanio (Ge) y el arseniuro de indio (InAs) por trabajadores de Alemania Occidental , Ucrania (Instituto de Física de Semiconductores, Kiev ), Japón ( Universidad de Chiba ) y Estados Unidos. . Se observó por primera vez en el infrarrojo medio ( longitud de onda de 3-5 µm ) en las estructuras de diodos más convenientes en diodos de heteroestructura InSb por trabajadores deAgencia de Investigación de Defensa , Great Malvern , Reino Unido (ahora QinetiQ ). Estos trabajadores británicos demostraron posteriormente una luminiscencia negativa de banda LWIR (8-12 µm) utilizando diodos de telururo de mercurio y cadmio .
Más tarde, el Laboratorio de Investigación Naval , Washington DC , el trabajo comenzó en la luminiscencia negativa en teluro de cadmio mercurio (HgCdTe). Desde entonces, el fenómeno ha sido observado por varios grupos universitarios de todo el mundo.
Referencias
- Aplicaciones de luminiscencia negativa , T. Ashley, CT Elliott , NT Gordon, TJ Phillips y RS Hall, Infrared Physics & Technology, vol. 38, edición. 3 Páginas 145-151 (1997) doi : 10.1016 / S1350-4495 (96) 00038-2
- Luminiscencia negativa y sus aplicaciones , CT Elliott, Transacciones filosóficas: ciencias matemáticas, físicas y de ingeniería, vol. 359 (1780) págs. 567–579 (2001) doi : 10.1098 / rsta.2000.0743
- Luminiscencia galvanomagnética de antimonuro de indio , P. Berdahl y L. Shaffer, Applied Physics Letters vol. 47, edición. 12, págs. 1330-1332 (1985) doi : 10.1063 / 1.96270
- Luminiscencia negativa de semiconductores , P. Berdahl, V. Malyutenko y T. Morimoto, Infrared Physics (ISSN 0020-0891), vol. 29, 1989, pág. 667-672 (1989) doi : 10.1016 / 0020-0891 (89) 90107-3
Patentar
- Patente de Estados Unidos 6.091.069 , Ashley et al., 18 de julio de 2000, sistema óptico infrarrojo (protección contra el frío)
enlaces externos
- "Luminiscencia negativa de diodos basados en InAsSbP en el rango de 4.0-5.3 µm"
- "Luminiscencia negativa en semiconductores"
- Semiconductores
- Luminiscencia
- Imágenes infrarrojas
- Conceptos negativos
