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光致发光的由来

发布日期:2014-07-08 点击:2313
 与白炽发光相对比,光致以光是由于原子、分子、聚合物和晶体的能级受到非热激发而产生光辐射的发光现象。
  光致发光材料可以划分为如下几大类“
(1)芳香族分子,在气相、液相和固相以及在流动的和静止的溶液中的发光。它们组成一个大类,且广泛于闪烁体、发光染料和涂料、纤维和纸张增亮剂,以及染料激光等。
(2)无机晶体,其中包括钻石、宝石、碱卤化物、硫化锌和钨酸钙。它们的发光效率高,而且是由杂质中心和晶体缺陷产生的。发光的无机晶体可以制成闪烁体、发光屏、固体激光、珠宝等等。
(3)惰性气体(He,Ne,Ar,Kr,xe),可以处于气相、液相和固相以及溶液中。它们可以用于放电灯、气体激光器和闪烁体。
(4)简单的无机分子,在气相中发光。其中一些分子:H2,D2,N2和Hg用于放电灯,另一些N2,I2和CO2)用于气体激光。
(5)无机离子,重要的稀士元素。被用作晶体、玻璃和螯合物的发光体,例如无机闪烁和琉璃闪烁体,以及钕玻璃激光器等。
(6)生物分子,诸如芳香搭配、核苷酸、叶绿素、类叶素、维他命和荷尔蒙等,它是生物物理研究的重要领域。
(7)脂肪分子(石腊和环已烷),过去认为它们不发光,现在知道它们在远紫外会发光,只不过量子产额较低。
  以上给出了发光材料及其应用的范围,不可能做到一个也不遗漏。
  按照激发的模式可把发光分类如下:
▲光吸收                 光至发光
▲高能粒子               射线发光
▲阴极射线,电子束        阴极发光
▲电场                   电致发光
▲热发光的离子复合        热致发光
▲化学反应,通常是氧化    化学发光
▲生命过程,通常是发酵    生物发光
▲摩擦力                 摩擦发光
▲ 声与超声              声致发光
  光致发光包括荧光和磷光两种,如果具有相等多重性(单一态——单一态,有时是三重态——三重态)的两能级之间是自旋容许跃迁,则出现荧光现象,如果具有不同多重态(三重态——单一态)的两能级之间是自旋禁戒跃迁,则出现磷光。能级模型显示了辐射跃迁和辐射跃迁的原理性径。在大多数情况下,由于吸收辐射,分子从基态(So)升高到受激的单一态(Sm)。去激发的更佳路程是使激发态寿命最短的路。几乎所有的分子通过无辐射过程而迅速降落到最低态(Sl或Tl),所以经常观察到的辐射跃迁是Sl→So的荧光,以及Tl→So的磷光。
  荧光寿命(0.1~10ns)一般比磷光寿命(1ms~10s)短得多。因此,也将荧光定义为在激发之后瞬时出现的光致发光,而磷光则被定义为存在明显延迟的光致发光。由于存在寿命与磷光相近的延迟荧光,这个定义也就不完全正确。因为延迟荧光比较罕见,而且用普通的光谱荧光计不能将延迟的任何发射(比探测系统的时间常数还短)与瞬时荧光相区别,所以,从操作的观点出发,上面的定义不是较方便的。磷光和延迟荧光需要的仪器非常相似,因此也可以进行同样的考虑。在操作定义这种含义上,“荧光”这个术语便可自由地当作寿命适于探测系统的时间常数的光致发光来应用。

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