전기기기 특론 세미나 연구과제 발표

전기기기 특론

서울 산업대학교 전기과 대학원

성명 : 김 두 호  학번 : 001375201

발표자:김두호

급속 열처리된 SrC:Ce 박막의 루미네넨스 개선

SrS:Ce 전자 루미네센스 장치들에 대한 에너지 변이 모델의 증거

고등학교 과정에서 반도체의 제작에 관한 내용이 언급되어 있다.

진공증착, 스퍼터링, 포토에칭 등의 기법들에 대하여 자세한 것을 알아보고 싶었다.

그리고 텔레비젼, 컴퓨터 등의 디스플레이 장치가 점차 평면화 되어가고 있어 그것에 대하여 알고 싶었다.

이 두 가지 욕구를 충족할 만한 내용의 과제를 찾던 중 친구에게서 박막을 이용하여 발광할 수 있는 장치에 대한 논문이 기억나게 되었고 이 과제를 선택하게 되는 계기가 되었다.

다소 지난 논문임에도 불구하고 해석하고 이해하는데 많은 시간이 요구되었다.

짧은 지식을 한탄하게 되었고 더 많은 노력을 해야만 한다는 사실만이 내게 주어진 현실이었다는 것을 새삼 실감하게 되었다.

급속 열처리된 SrC:Ce 박막 필름의 루미네넨스 개선

SrS:Ce 전자 루미네센스 장치들에 대한 에너지 변이 모델의 증거

rf 스퍼터링 방법과 열처리를 이용하여 Si 기판 위에 증착한 후 다양한 열처리 기법으로 처리하였다.

참고자료 □ : rf 스퍼터링 방법

SrS:Ce 박막과 장치들의 특성 위에 급속 열처리한 효과가 조사되어졌고 일반적인 노를 사용하여 얻은 결과와 비교되었다.

(200)플레인에서 SrS 발광막의 결정화를 현저하게 개선하였을 뿐만 아니라 산소 상호확산문제를 줄였고 벌크 트랩(Ebt) 밀도와 마찬가지로 각  임계면 상태(Eit)를 개선하였다.

이러한 효과들은 모두 더 밝은 EL을 야기하는데 중요한 요소이다.

질문내용 : 플레인...결정의 방향성(200)의 의미

게다가, 에너지 전이 개념에 기초한 물리적 밴드 모델은 SrS:Ce EL 장치들의 전자 루미네센스 메커니즘을 설명하기 위하여 제안되었다.

모든 증거는 벌크 트랩(Ebt)과 관련되어 있는 Ce 원자에 의해 형성된 유효한 발광 중심부가 SrS:Ce EL에서 이 에너지 전이 모델의 기초가 되는 것으로 나타났다.

칼라의 표현은 R,G,B의 삼색 조화로 나타내어진다...SrS에 첨가되는 불순물에 의해 색상이 결정되어진다. 여기서 세슘(Ce)에 의한 색조는 청색(B)이 발생한다.

박막 루미네센스(TFEL) 디바이스는 평판 디스플레이에서 좋은 성능을 얻을 수 있는 수단을 제공한 이후로 많은 관심을 끌어왔다. 그래서, 많은 논문들이 스트론튬 황화물(SrS)에 세슘(Ce)를 첨가(SrS:Ce)한 여러 가지 인광체를 사용한 멀티칼라 EL 디바이스를 개발할 목적으로 수행되어져 왔다.

황화물을 기초로한 알카리성 접지(alkaline-earth-sulfide-based)한 TFEL의 루미네센스 준위는 실질적인 응용을 하기에는 아직 충분하지 않다. 낮은 루미네센스 준위는 화학적 불안정과 흡습성 그리고 공정의 난이도, 열악한 재생산성에 기인한다고 생각되어지고 있다.

전자빔(EB) 증착을 포함하여, 스퍼터링, 원자층 에피택시, 다원증착(MSD) 그리고 민감한 증발탈수법 등의 몇몇 박막제조 방법들은 더욱 밝은 청-TFELD장치를 생산하기 위하여 시험되어졌다.

그럼에도 불구하고 EL 특성들은 SrS:Ce 층이 칼라 EL 표시기에 사용된다면 개선을 필요로 하고 있다.

최근에, 적어도 500℃의 온도에서의 후열처리는 루미네센스와 SrS:Ce TFEL 장치들의 효율을 현저하게 개선하기 위하여 실험되어지고 있다.

잘 알려진 바와 같이, 열처리는 발광층의 재결정화 뿐만 아니라 반도체 불순물을 활성화한다. 그러나, 비화학량론의 문제와 스택구조사이에서의 상호확산은, 특히 일반적인 노 공정이 사용된다면, 열처리된 장치들에 대하여 중요한 문제점이 될 수 있다.

유전 절연층으로부터 SrS:Ce 발광층으로 확산된 산소는 SrS:Ce TFEL 장치들의 루미네센스를 감소시킬 수 있다고 보고되어지고 있다. 그러므로, 열처리 시간을 줄이는 것과 공정 온도를 높이는 것은 후열처리 결과에 이익을 줄 것으로 기대된다.

열처리 과정 중에 발생하는 불순물 확산을 동시에 최소화하는 반면에, 100-500[℃/s] 정도의 상승비율을 포함하는 급속 열처리(RTA)는 반도체 불순물을 활성화시키기 위하여 박막 제조 공정에서 폭넓게 사용되어지고 있다.

그럼에도 불구하고 RTA에 의한 SrS:Ce TFEL 장치들을 개선하는 메커니즘은 아직 잘 이해되지 않고 있다. 다른 한편으로는, 몇몇 저자들이 TFEL 장치의 특성을 분석하고 있다.

발광층에서의 광 발생은 고 에너지 전자들이, 비유전체 발광 임계면과 발광층에서 벌크트랩 상태로부터 방출된 직접충돌 여기나 고 에너지 전자들에 의해 활성체 중심부의 에너지 전이로 귀착된다.

이 가열된 전자들이, 광도와 장치들의 발단 전압을 포함하는, 출력 루미네센스의 원인이다.

TFEL 표시기들에서 임계면 전자들의 이 임계 역할에도 불구하고 그것들의 에너지 분포에 대한 몇몇 소수의 측정들이 보고되었다. 더욱이, RTA 처리와 인터페이스 상태의 관계는 물론 SrS:Ce TFEL 장치들의 루미네센스를 어떻게 하면 개선할 수 있을까 하는 물리적인 메커니즘을 이해하기 위한 벌크트랩도 명쾌하게 설명하는 직접적인 증거라고 하기엔 아직 결점이 있다.

이 논문에서 Ce 도핑된 SrS 박막과 EL 장치들의 다른 농도는 rf-스퍼터링에 의해 증착되어졌다. 그리고 그때 다양한 열처리가 요구된다.

나아가서, 구조상으로 RTA의 효과와 SrS:Ce 박막과 EL 디바이스의 전자 루미네센스 특성들이 설명되어지고 노-열처리된 샘플에 의해 얻어진 결과와 비교되어진다.

결국, 에너지 전이 모델에 기초한 새로운 관점은 어떻게 SrS:Ce TFEL 장치의 발광특성이 RTA 처리에 의해 개선될 수 있는가를 설명하기 위하여 제안되었다.

SrC:Ce 장치들의 구조와 이 논문에서 사용된 박막은 그림 1(a)와 1(b)에 그려진 rf-스퍼터링 방법에 의해 제작되었다.

이 실험에서 사용된 경사진 다 전극 성장 시스템(in situ)의 상세 설명은 이미 연구 보고되어 있다.

∼2×10-7[Torr]의 기본 압력은 진공부하 록 챔버와 액체질소 차폐장치를 사용하여 내려질 수 있다.

참고자료 □ : SI 단위 및 기타단위

사용된 시료는 순도 99.9%의 SrS, CeF3 그리고 순도 99.99%의 Ta2O5 타겟으로 소결되어졌다.

SrS 타겟은 실제 재료로, CeF3은 첨가하는 불순물로 Ta2O5 는 절연재료로 사용되었다.

이 실험에서, SrS 발광층에서의 다른 몇 가지의 Ce 농도는 공통 스퍼터링 침전에 의해 얻어졌다.

SrS 박막들은 50[W]가 타겟에 공급된 7×10-4[Torr]의 스퍼터 압력에서 증착되어졌다.

CeF3 타겟의 rf 파워는 Ce 농도가 변화함에 따라 10에서 40[W]까지 변화된다.

SrS 발광층에서 Ce 농도는 전자 탐침 마이크로 분석기에 의해 측정되어진다.

SrS:Ce EL 장치와 박막에 대한 다양한 RTA처리(650-950℃)는 정제된 질소(N2) 가스체 내에서 Jetfirst 프로세서를 가지고 수행되었다.

사용된 가열비율은 약 100[℃/s]이었고 선택된 담금 시간은 3분이었다.

처리온도는 샘플 웨이퍼의 뒤쪽에 부착되어 있는 작은 K-타입 온도계에 의해 검출되었다.

높은 RTA의 처리온도(850[℃])와 긴 담금 시간은 발광 필름의 표면 조직을 현저하게 나빠지게 할 것이다.

담금질한 이후에, 샘플은 챔버도어를 열고 냉각되어진다.

결과는 현재의 SrS:Ce에 대한 100[□/□]보다 나쁘지 않은 루미네센스 발광을 만들어주었다.

RTA 처리와 노-열처리된 샘플들의 특성 비교는 또한 SrS:Ce TFEL 장치들의 RTA 효과를 관찰하게 하여준다.

박막의 결정성은 Cu K□1 방사를 사용한 지멘스 D5000 회절계를 가진 x-선 회절법에 의해 연구되어졌다.

참고자료 □ : X선 회절분석법

EL 루미네센스와 분광은 이중 회절격자 모노크로미터(Action spectra Pro-275)에 의해 측정되어졌다.

Si 광 검출기의 출력 신호는 스탠퍼드 연구소 SR 830 DSP lock-in 증폭기로 연결되었다.

이 측정에서, TFEL 셀은 1[□] 정현파에 의해 여기되어졌다.

Deep level transient Spectroscopy(DLTS) 측정은 인터페이스 상태 상태의 연구뿐만 아니라 SrS:Ce 박막 필름에서 존재하는 깊은 벌크 트랩들을 연구하는 데에도 사용되어졌다.

참고자료 □ : Deep level transient Spectroscopy(DLTS)

1. 구조적 특성

RTA와 700℃에서 일반적인 노 처리된 Ta2O5/SrS:Ce/Si 박막 필름의 전형적인 XRD 패턴이 그림 2(a)에 묘사되었다. SrS:Ce 박막은 다결정으로 나타난다.

노-열처리된 샘플에 대한 (200) 확산 피크 강도는 상당한 향상을 나타내었다고 알려졌다. 이것은 SrS 필름이 RTA 동안 (200) 결정 축 상에서 우선적으로 결정화하려는 경향을 가진다는 것을 알려준다. 이 경향은 (200)이 SrS 박막 필름을 위한 가장 안정적인 정도라는 이론적 연구와 잘 부합된다.

얻어진 결과는 RTA 처리된 EL 디바이스를 위한 것이다. (200) 지향의 SrS은 (111) 지향된 것보다 좀더 뛰어난 루미네센스 특성을 지닌다.

다른 한편으로는, 그림 2(b)에서 보여진 것처럼, 발광층에 과도한 Ce 농도는 (200) 확산 피크가 더 높게 Ce가 도핑된 샘플에 대하여 더 약한 정도를 가지지 때문에 SrS 박막의 결정화에는 손해이다.

2. EL 특성

다른 RTA 온도에 의해 처리된 EL 스펙트럼은 그림 3(a)에 나타나 있고 노-열처리된 샘플과 비교되었다. 일반적으로, 두 발광 밴드(475 and 530[nm])는, Ce+3 이온에 대하여 2F5/2와 2F7/2 레벨로 가장 낮은 여기상태 t2g(5d)의 변이에 기인하는, SrS:Ce의 루미네센스 스펙트럼에서 관찰되어진다.

그렇지만, 노-열처리된 샘플들은 EL 스펙트럼에서 적색변이를 보이고 600과 670[nm] 주위의 두개의 부가적인 발광 피크들이 발견되어질 수 있다.

노 열처리 과정동안 산소는 주위환경이나 스택구조인 절연층으로부터 상호 확산된다는 것은 앞에서 증명되어졌다.

SrS 발광층에서 상호 확산된 산소는 황화 공간을 대신할 수 있고, 결정영역을 변화시킬 수 있고, Ce-O 복합체 중심부를 형성할 것이다.

그것은 열악한 필름 결정화뿐만 아니라 전계-유도된 비색채화의 증대를 야기한다.

후자(비색채화의 증대)는 루미네센스 중심부의 에너지 레벨에 강하게 의존하고, 넓어진, 적색변이된 스펙트럼으로 유도한다.

다른 한편으로는, 600[nm]이상의 무 발광은 RTA 처리된 샘플들의 EL 스펙트럼에서 관찰되어진다.

이것은 산소 상호확산이 RTA에 의해 효과적으로 억제되었다는 것으로 귀착된다.

더욱이, 우리는 어떤 분명한 EL 스펙트럼도 어떤 종류의 열처리 없이 성장된 샘플들에서는 발견할 수 없다는 것을 일관적으로 관찰하였다.

이것은 RTA처리가 발광물질의 결정화를 증진시킬 뿐만 아니라 어떤 전자 루미네센스 중심부를 증진시킬 수 있다는 것을 의미한다.

그림 3(b)에서 우리는 SrS 발광층의 EL 스펙트럼이 Ce 농도에 의해 또한 영향을 받는다는 또 다른 중요한 결과를 보여준다.

그것은 주 EL 발광 피크 강도(475와 530[nm])가 0.01 at. %로부터 Ce 도핑 농도에 따라 증가하고 0.05 at. %의 Ce 농도에서 최대값에 도달하며, 더 나아가면 SrS의 EL 특성을 악화시킬 뿐이다.

이 결과는 Huttl에 의해 보고된 반응-증착 박막 필름 실험에서 보여진 것과 밀접하게 접근한다.

3. 루미네센스 특성

TFEL 장치들에 대한 주된 관심사는 장치 성능에 대한 RTA 처리와 Ce 농도의 영향이다.

그림 4(a)는 RTA 온도의 함수로서 광도 특성을 보여준다.

그림 4(a)를 관찰해보면, 더 높은 RTA 온도의 샘플에 대하여, 더 많이 포화된 광도 그리고 더 낮은 발단전압(Vth)을 가진 샘플들을 찾을 수 있다는 것은 분명하다.

부가적으로, 모든 RTA 처리된 샘플들은 노-열처리된 샘플들보다 뛰어난 광도 특성을 가지고 있다.

Ce 도핑 농도와 SrS의 루미네넨스 사이의 관계는 그림 4(b)에 묘사되어졌다.

우리는 0.01∼0.1 at. %의 Ce 도핑 농도 범위 즉 최적 루미네센스 특성들이 존재하는 0.05 at. %의 샘플들에서 (그림 3 (b)에서 나타난) EL 특성에서와 같은 유사성이 관찰되었다.

잘 알려진 바와 같이, 밴드 갭에서 깊은 레벨은 장치들의 성능을 결정하는데 중요한 역할을 한다.

다른 RTA 처리와 SrS 박막의 Ce 도핑 농도에서의 결함 상태를 시험하기 위한 DLTS 결과는 그림 5와 6에 보여진다.

연속적으로 광방출/절연 인터페이스에서 존재하는 분할된 인터페이스 상태(Eit), 벌크 SrS 광방출 층에 존재하는 깊은 전자 벌크 트랩(Ebt)은 모든 SrS 박막에서 일관되게 발견되어진다.

전도대 에지 최소 Ec아래에서 벌크트랩(Ebt)의 활성화 에너지를 산출한 Arrhenius 플롯은 Ebt=Ec-0.71eV(±0.02eV)로 계산되어진다.

인터페이스 상태(Eit)는 실험되어졌고 에너지 변형된 DLTS에 의해 0.39∼0.56[eV](±0.02eV) 주위의 Ec 아래에서 에너지 분포가 계산되어진다.

그림 5에서 인터페이스 상태(Eit)와 벌크트랩(Ebt)들은 DLTS 신호 세기가 RTA 온도 상승에 따라 증가하기 때문에 모두 RTA 온도에 따라 높아지게 된다.

이것은 DLTS 신호의 크기가 결함 농도에 비례한다는 사실과 일치한다.

그렇지만, 그림 6에 따라, 인터페이스 상태(Eit)들은 Ce 도핑 농도에 독립성을 가지지 않는 것으로 관찰되었다.

이것은 Ebt의 DLTS 신호 크기가 Ce 도핑 농도 (0.01 at. %)보다 낮아질 때, Ce 농도 □ (0.05 at . %)의 포화 높이에 도달할 때 벌크 트랩(Ebt)이 더 약해지는 곳과는 매우 다르다.(결함 농도에 따라 발생된 것과는 다르다는 의미)

그러므로, Ebt은 Ce와 관련된, Ce-O 복합체가 아닌, 벌크 트랩이라고 우리는 단정한다.

이것은 노-열처리된 것과 RTA 처리된 샘플과 비교된 그것 때문이고 부득이한 Ce-O 복합체 중심부가 발생한 노-열처리 샘플들은 Ebt DLTS 신호크기가 더 약하게 나타난다.

양자택일로, Ce-O 복합체 중심부는 DLTS 측정에서 검출되지 않고 지나친 EL 디바이스의 아주 약한 광도를 야기시키는 비-복사중심부와 같은 반응하는 또 다른 깊은 트랩일 것이다.

B. SrS:Ce EL 장치에서 물리적인 전자 루미네센스 모델요즈음은, 직접 충돌 여기와 에너지 전이 모델을 포함하는 ac 박막 전자 루미네센스(ACTFEL) 장치의 여기 메커니즘은 많은 연구자들에 의해 해석되어졌다.

그렇지만, SrS:Ce ACTFEL 장치 전자 루미네센스의 모델이 어떤 것이 더 대표적인가는 아직까지도 논쟁되고 있다.

모든 위 측정 결과들에 따라서, SrS:Ce EL 장치들의 발광특성을 설명하기 위한 밴드 모델을 제안하고 그림 7에 그것을 도시하였다.

이 모델은 다음과 같이 설명된 벌크 트랩(Ebt)에 의한 에너지 전이과정에 근거를 두고 있다.

(1) 가열된 전자 터널은 SrS/절연 인터페이스 상태(Eit)로부터 SrS 발광층의 전도대로 방사된다. Eit가 더 높은 RTA 처리 온도를 갖는 샘플에 대하여 더 강한 인터페이스 상태 정도를 갖는다는 것이 그림 5에서 실험되어졌다. 결과에 따라서, 더 낮은 발단 전압과 더 높은 광도 레벨은 그림 4(a)에서 보여지는 것처럼 얻어졌다.

(2) 발광층에서 이 가열된 전자들은 전자-정공 쌍을 생성하기 위하여 SrS 호스트의 충돌 이온화를 유발한다.

(3) 다음에, 이들 전자-정공 쌍은 Ce 원자의 내부 전자 시스템으로 에너지 전이를 갖는 루미네센스 중심부 부근에서 재결합할 수 있다.

Huttl은 고 전계 하에서 그들이 관찰한 루미네센스 억제 실험에 대한 원인이 되는 에너지 전이공정이 포함된 어떤 알려지지 않은 깊은 트랩들이 있다고 제안하였다.

이 점은 Ce 방사중심부를 동반하는 더 높은 RTA 온도처리 샘플들에 존재하는 더 강한 깊은 벌크트랩(Ebt) 정도는 루미네센스 과정에서 더 높은 EL 광도와 일치하는 것에 의하여 간접적으로 증명되어진다.

Ce 방사 중심부가 Ebt 트랩과 일치할 때마다 전자적으로 활동적이고 전자 루미네센스 과정에서 효과적으로 포함된다고 믿어진다.

나아가서는, 그림 6에서 보여진 DLTS 측정 결과들은 Ce-Ebt 집합체의 효율적인 루미네센스 중심부의 양이 Ce 농도＠<0.05 at. %일대 Ce 불순물과 함께 증가하고 Ce 농도□0.05 at. %일 때 포화에 도달하는 것으로 나타난다.

이것은 SrS 발광층에 가해진 Ce 불순물이 모두 효과적인 루미네센스 중심부가 되지는 않는다는 것을 암시한다.

과중한 도핑 농도(□0.05 at. %)에서 약간의 Ce 원자들은 불순물 역할, 필름 결정화를 감소시키고 발광층 광도를 약하게 하기도 한다.

대조적으로, 만약 직접 충돌 여기가 전 루미네센스 과정을 지배한다면 SrS:Ce EL 장치들의 광도는 Ce 도핑 농도에 비례할 것이다.

그렇지만, 측정된 루미네센스 결과는 같은 온도(850℃)로 RTA 처리된 샘플에 대하여 0.05 at. %의 Ce 농도인 샘플에서의 광도가 0.1 at. %의 Ce 농도에서의 광도보다 더 좋게 된다는 것으로 나타났다.

게다가, 전자 벌크 트랩(Ebt)이 에너지 전이 역할을 하지 않는다면 필수적으로 어떤 종류의 트랩은 감소된 루미네센스를 초래하는 발광층에서 가열된 전자를 잡을 것이다.

그렇지만 같은 Ce 도핑 농도(0.05 at. %)인 샘플들은 더 높은 RTA 처리온도가 더 많은 Ebt 트랩밀도를 제공하고 광도를 증가시키는 결과로 나타내는 것으로 나타난다.

그러므로, 우리는 SrS:Ce TFEL 장치들에서 RTA의 효과를 조사하였고 이 장치들에서 보여진 EL 특성을 설명하기 위하여 에너지 전이 모델을 제안하게 되었다.

Ebt가 Ce 방사 중심부 주변에 존재하는 한 전자-정공 쌍 재결합으로부터 에너지를 받는 역할을 할 것이며 그때 내부 전자 전이에 대하여 Ce 원자로 이 에너지를 전이하는 역할을 할 것이다.

우리의 주장에서, SrS:Ce 박막 필름들에서 결정화와 벌크 트랩(Ebt) 밀도는 RTA 온도가 증가에 따라 EL 방사 정도 이익이 동시에 증가되어 질 수 있다고 할지라도 의심할 여지도 없이 벌크 트랩(Ebt)은 증가된 필름 결정화에 의한 그것보다 루미네센스 향상에서 더욱 결정적인 요소로 작용한다.

이것은 RTA-850℃ 열처리된 SrS:Ce 박막 필름들의 다른 Ce 농도(0.01 at. %와 0.1 at. %)의 비교에 의해 Ce:0.01 at. % 샘플에 대한 결정화가 그림 2(b)에서 보여진 것처럼 Ce:0.1 at. % 샘플의 그것이 더 뛰어나다.

그렇지만, Ce:0.1 at. %에 존재하는 Ebt 트랩밀도는 그림 6에서 보여지는 것처럼 Ce:0.01 at. %의 그것보다 더 높다.

Ce:0.1 at. % 샘플의 루미네센스 특성뿐만 아니라 EL 방사 밀도도 Ce:0.01 at. % 샘플의 그것보다 명백하게 우세를 나타낸다는 결과가 그림 3(b)와 4(b)에서 나타났다.

이런 판단에서, 우리의 실험 결과들은 Ce-Ebt 복합체의 효과적인 루미네센스 중심부에 기초한 에너지 전이 모델이, 직접 충돌 여기가 역시 더 많은 가능성을 가지고 존재한다 할지라도, SrS:Ce EL 장치들이 루미네센스 과정에서 유력한 메커니즘이라고 강하게 주장한다.

RTA 기술은 효율적인 청-녹 SrS:Ce TFEL 장치들을 개발하기 위해서 적용되어져 왔다.

발광 필름의 결정화와 상호확산 문제들로부터 산소-유도된 결함 중심부들은 RTA 온도를 증가시킴에 따라 효과적으로 개선되어질 수 있다.

DLTS 측정 결과들은 깊은 전자 벌크 트랩(Ebt) 농도뿐만 아니라 연속적으로 분해된 인터페이스 상태(Eit) 밀도가 RTA온도를 증가함에 따라 명백하게 개선되었다는 것을 나타냈다.

이 결과들은 더 높은 광도와 더 낮은 발단 전압을 포함하는 SrS:Ce TFEL 장치들이 루미네센스 특성을 뚜렷하게 개선한다.

결정학적 특성과 RTA 처리에 의한 SrS:Ce 박막 필름 전자 루미네센스 특성의 개선 효과로부터 에너지 전이를 바탕으로 한 물리적 밴드 모델이 다음과 같이 요약된 것처럼 SrS:Ce TFEL 장치들의 루미네센스 메커니즘을 성공적으로 설명하기 위하여 수립되어졌다.

(1) 가열된 전자 터널은 SrS 임계면 상태 Eit로부터 SrS 발광층의 전도대안으로 방사된다.

(2) 가열된 전자들은 전자-정공 쌍을 생성하기 위한 SrS 호스트의 충돌 이온화를 야기한다.

(3) 전자-정공 쌍은 Ce 원자의 내부 전자 시스템에 Ebt를 통하여 에너지 전이를 갖는 효과적인 루미네센스 중심부 주변에 재결합한다.

실험결과는 또한 발광층에서 모든 Ce 원자들이 루미네센스 역할을 하는 것은 아니라는 것을 보여준다.

단지 깊은 벌크 트랩(Ebt)과 조합된, 효과적인 루미네센스 복합체 중심부가 되는 Ce 원자는 전자 루미네센스 과정동안 에너지 전이의 통로를 제공할 수 있다.