Fósforos de europio para televisión en color
1964
- Albert K. Levine
- Frank C. Palilla
El descubrimiento de que el vanadato de itrio dopado con europio ([latex]YVO_4:Eu^{3+}[/latex]) podía actuar como fósforo rojo brillante supuso un avance decisivo para la televisión en color. Antes, los fósforos rojos eran débiles y producían colores apagados. La emisión roja, intensa y de banda estrecha, del ion [latex]Eu^{3+}[/latex] permitió obtener pantallas de colores brillantes y vibrantes, mejorando drásticamente la calidad de la televisión en color y estableciendo el estándar de la tecnología de visualización.
La clave de esta tecnología reside en la estructura electrónica del ion europio trivalente ([latex]Eu^{3+}[/latex]). Al estar incrustado en una red cristalina anfitriona como el vanadato de itrio ([latex]YVO_4[/latex]) o el óxido de itrio ([latex]Y_2O_3[/latex]), el material anfitrión absorbe energía, generalmente de un haz de electrones en un tubo de rayos catódicos (CRT). Esta energía se transfiere eficientemente a los iones [latex]Eu^{3+}[/latex]. Los iones se excitan a niveles de energía superiores y luego se relajan emitiendo fotones. Las transiciones responsables de la luz roja son específicamente las transiciones [latex]^5D_0 to ^7F_J[/latex] (donde J=0, 1, 2, 3, 4), que son transiciones ff intraconfiguracionales. Estas transiciones están nominalmente prohibidas por las reglas de selección de la mecánica cuántica, pero las interacciones con la red cristalina relajan estas reglas, permitiendo la emisión. La transición clave [latex]^5D_0 to ^7F_2[/latex] produce una línea de emisión muy nítida e intensa a aproximadamente 611 nm, que corresponde a un color rojo puro. Esta pureza e intensidad fueron muy superiores a las de los fósforos rojos anteriores, que presentaban emisiones amplias y débiles y a menudo contaminaban los canales verde y azul, lo que resultaba en imágenes descoloridas.
The development by Levine and Palilla at GTE Laboratories was a landmark event. It solved the ‘red problem’ that had plagued the television industry for years. The brightness of the new red phosphor was so much greater than the existing green and blue phosphors that manufacturers actually had to reduce its concentration in the screen mixture to achieve a balanced white color. This innovation not only made color television commercially viable and appealing to the mass market but also spurred further research into other rare-earth phosphors for various applications, including lighting and lasers.
UNESCO Nomenclature: 2211
- Física del estado sólido
Precursores
- descubrimiento de la fluorescencia y la fosforescencia
- desarrollo del tubo de rayos catódicos (crt)
- descubrimiento del europio y el itrio
- comprensión de los espectros de emisión atómica y la mecánica cuántica
- Las primeras investigaciones sobre fósforos inorgánicos como el sulfuro de zinc
Aplicaciones
- televisores y monitores en color de tubo de rayos catódicos (CRT)
- Iluminación fluorescente para mejorar el índice de reproducción cromática
- Hilos de seguridad antifalsificación en billetes (por ejemplo, euros)
- ensayos biomédicos que utilizan fluorescencia resuelta en el tiempo
- iluminación de estado sólido (leds)
Ideas para posibles innovaciones
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Relacionado con: europio, fósforo, televisión en color, CRT, luminiscencia, vanadato de itrio, fósforo rojo, fluorescencia, transición ff, Albert Levine.