Возбуждение фотолюминесценции - Photoluminescence excitation

Возбуждение фотолюминесценции (сокращенно PLE) - это особый тип фотолюминесценция и касается взаимодействия между электромагнитное излучение и дело. Он используется в спектроскопические измерения где частота возбуждающего света варьируется, а свечение контролируется на типичной частоте излучения исследуемого материала. Пики в спектрах PLE часто представляют собой линии поглощения материала. Спектроскопия PLE - полезный метод исследования структуры электронных уровней материалов с низким поглощением.[1] из-за начальника сигнал-шум метода по сравнению с измерениями поглощения.

Физический процесс

В квантово-механическом описании материи электроны, заключенные в материале (например, в отдельных атомах, молекулах или кристаллах), ограничены дискретным набором значений энергии. Основное состояние такой материальной системы таково, что наиболее энергичный электрон имеет минимальную энергию. При фотолюминесценции энергия передается от света, падающего на материал, и поглощается электронами. Свет поглощается минимальными «квантами» или «пакетами» энергии электромагнитного излучения, называемого фотоны. Количество энергии, переносимой фотоном, пропорционально его частоте. Тогда электрон находится в возбужденном состоянии с более высокой энергией. Такие состояния нестабильны, и со временем материальная система вернется в свое основное состояние, и электрон потеряет свою энергию. Люминесценция - это процесс, при котором излучается свет, когда электрон опускается на более низкий энергетический уровень.

Часто, когда фотон поглощается, система возбуждается в соответствующем возбужденном состоянии, затем она релаксирует в промежуточном более низком энергетическом состоянии с «безызлучательной релаксацией» (релаксация, которая не связана с испусканием фотона, но например, включает в себя излучение колебательной энергии), а затем происходит излучение фотона с более низкой энергией, чем поглощенная, из-за релаксации из промежуточного состояния с более низкой энергией в «основное состояние». Обычно наиболее сильное свечение материала происходит от нижних уровней к основному состоянию. Этот процесс называется флуоресценция. Например, в полупроводники, большая часть излучаемого света находится на частоте, соответствующей запрещенной энергии, то есть от низа зоны проводимости до верха валентной зоны. В таких системах большее количество света, поглощаемого материалом, приводит к безызлучательному распаду большего количества электронов в более низкие состояния и к большей люминесценции на длине волны излучения.

использованная литература

  1. ^ Уайт, А. (1970). «Применение спектроскопии возбуждения фотолюминесценции к исследованию сплавов фосфида индия и галлия». J. Phys. D: Прил. Phys. 3 (9): 1322–1328. Bibcode:1970JPhD .... 3,1322 Вт. Дои:10.1088/0022-3727/3/9/312.

внешние ссылки