光致發(fā)光和電致發(fā)光譜

1、光敷發(fā)光,削敷發(fā)光譜張紅敏200722140203什么是發(fā)光?光輻射有平衡輻射和非平衡輻射兩大類，即熱輻射和發(fā) 光。任何物體只要具有一定的溫度，則該物體必定具有與此 溫度下處于熱平衡狀態(tài)的輻射（紅光、紅外輻射）。非平衡輻 射是指在某種外界作用的激發(fā)下，體系偏離原來的平衡態(tài)， 如果物體在回復(fù)到平衡態(tài)的過程中，其多余 的能量以光輻射的形式釋放出來，則稱為發(fā) 光。因此發(fā)光是一種疊加在熱輻射背景上的 非平衡輻射，其持續(xù)時(shí)間要超過光的振動(dòng)周 期。因此，物體發(fā)光有以下兩個(gè)基本特征。2.當(dāng)外界激發(fā)源對(duì)材料的作用停止后,發(fā)光還會(huì)持續(xù)一段時(shí)間,稱為余輝。這是1任何物體在一定溫度下都具有平衡熱 輻射,而發(fā)光是指吸

2、收外來能量發(fā)出的總輻 射中超出平衡熱輻射的部分。其他光發(fā)射現(xiàn)象的根本區(qū)別。一般以持續(xù)時(shí)間10七 S為分界z短于10七S的稱為熒光z長于10嶺S的稱為磷光。4一光致發(fā)光譜光致發(fā)光的基本原理1.1光致發(fā)光的定義所謂光致發(fā)光(Photoluminescence簡稱PL),是指物體 依賴外界光源進(jìn)行照射，從而獲得能量，產(chǎn)生激發(fā)導(dǎo)至發(fā)光 的現(xiàn)象。也指物質(zhì)吸收光子(或電磁波)后重新輻射岀光子 (或電磁波)的過程。從量子力學(xué)理論上，這一過程可以描述為物質(zhì)吸收光 子躍遷到較高能級(jí)的激發(fā)態(tài)后返回低能態(tài)，同時(shí)放出光子 的過程。光致發(fā)光是多種形式的熒光(Fluorescence)中 的一種。1. 2光致發(fā)光的基本原

3、理設(shè)一系統(tǒng)的能級(jí)結(jié)構(gòu)如圖，為基態(tài)能量，E-E6為激發(fā)態(tài)，受到 激發(fā)后,若系統(tǒng)從能級(jí)E。躍遷到E.5，由于從E2-E，5能級(jí)間相距很近，可 通過非輻射性級(jí)聯(lián)過程發(fā)射聲子，由E5能級(jí)降到E2能級(jí)，從E?到E或E。 的能級(jí)間距較大，則可能通過發(fā)射光子的輻射性躍遷來完成，這時(shí)就 可觀測(cè)到發(fā)光，在這種情況下發(fā)射的光子能量分別為狷衰加 1 = E? _ E、加2 =耳_竝JiE4E3e2激發(fā)過程!輻射衰變過程Ei變過程(1) 發(fā)光中心進(jìn)行輻射躍遷過程的實(shí)體即是發(fā)光中心，它是發(fā)光體中被激 發(fā)的電子躍遷回基態(tài)(或與空穴復(fù)合)發(fā)射出光子的特定中心。發(fā)光體吸收外界的能量以后，經(jīng)過傳輸、轉(zhuǎn)換等一系列過 程，最后以光

4、的形式發(fā)射出來。光的發(fā)射對(duì)應(yīng)著電子在某些能 級(jí)之間的躍遷。如果所涉及的能級(jí)是屬于一定的離子、離子團(tuán) 或分子時(shí)，這種離子、離子團(tuán)或分子就稱為發(fā)光中心。分立發(fā)光中心被激發(fā)的電子沒有離開中心而回到基態(tài)產(chǎn)生發(fā)光。復(fù)合發(fā)光中心電子被激發(fā)后離化，與空穴通過特定中心復(fù)合產(chǎn)生發(fā)光。兩種不同形式的發(fā)光光致發(fā)光大致經(jīng)歷吸收、能量傳遞和光發(fā)射三個(gè)主要階 段。光的吸收和發(fā)射都是發(fā)生在能級(jí)之間的躍遷，都經(jīng)過激 發(fā)態(tài)，而能量傳遞則是由于激發(fā)態(tài)的運(yùn)動(dòng)，激發(fā)光輻射的能 量可直接被發(fā)光中心吸收，也可被發(fā)光材料的基質(zhì)吸收。在第一種情況下，發(fā)光中心吸收能量向較高能級(jí)躍遷， 隨后躍遷回到較低能級(jí)或基態(tài)能級(jí)而產(chǎn)生發(fā)光。在第二種情況下，

5、基質(zhì)吸收光能，在基質(zhì)中形成電子空 穴對(duì)，他們可能在晶體中運(yùn)動(dòng)，或被束縛在各個(gè)發(fā)光中心上 ,電子與空穴復(fù)合而引起發(fā)光，這種發(fā)光叫做復(fù)合發(fā)光。當(dāng)發(fā)光中心離子處于基質(zhì)的能帶中時(shí)，會(huì)形成一個(gè)局域 能級(jí)，處在基質(zhì)導(dǎo)帶和價(jià)帶之間，即位于基質(zhì)的禁帶中。不 同的基質(zhì)結(jié)構(gòu)，發(fā)光中心離子在禁帶中形成的局域能級(jí)的位 置部同.從而在光激發(fā)下.會(huì)產(chǎn)生不同的躍遷、導(dǎo)致不同的 發(fā)光色。9（2）激活和激活劑晶體中對(duì)完整周期點(diǎn)陣或結(jié)構(gòu)的任何偏離都是缺陷。在發(fā)光材 料的基質(zhì)晶體中加入某種雜質(zhì)，造成結(jié)構(gòu)上的缺陷，由于這種結(jié)構(gòu) 缺陷，使原來不發(fā)光或發(fā)光很微弱的材料產(chǎn)生發(fā)光，這種作用叫做 激活，所加入的雜質(zhì)稱為激活劑。廠 敏化劑（促進(jìn)

6、作用）Y 猝滅劑（削弱作用）共激活劑自激活（不加激活劑,因基質(zhì)晶體中自身結(jié)構(gòu)缺陷而產(chǎn) 生發(fā)光）(3) 位形坐標(biāo)圖位形坐標(biāo)曲線是解釋電子一聲子相互作用的一種物理模型，用 一個(gè)坐標(biāo)來代表離子的位置，作為橫軸；縱軸表示電子-離子系統(tǒng)的如圖，曲線代表離子位置變化時(shí)系統(tǒng)的能量的改變情況，也 可以看作是電子在某一狀態(tài)時(shí)離子的勢(shì)能曲線。下面一條曲線是 在基態(tài)時(shí)系統(tǒng)的能量隨位形坐標(biāo)的變化，上面一條對(duì)應(yīng)電子在激 發(fā)態(tài)時(shí)系統(tǒng)的能量隨位形坐標(biāo)的變化。A到E是吸收，C到D代表發(fā) 光，E是電子基態(tài)和激發(fā)態(tài)的能量差，水平短橫線代表離子的振動(dòng) 能級(jí)。（4）吸收光譜（Absorption spectrum）吸收光譜是描述吸收

7、系數(shù)隨入射光波長變化的譜圖，發(fā)光材料 對(duì)光的吸收遵循I （九）二1。（九）嚴(yán)X式中1。（九）波長為A的人射光的初始強(qiáng)度；I （九）入射光通過厚度為x的發(fā)光材料后的強(qiáng)度；K3不隨光強(qiáng)但隨波長變化的一個(gè)系數(shù)，稱為吸收系數(shù)。/I發(fā)光材料的吸收光譜主要決定于材料的基質(zhì)，而激活劑和 其他雜質(zhì)對(duì)吸收光譜也有一定的影響。被吸收的光能一部分輻 射發(fā)光，一部分能量以晶格振動(dòng)等非輻射方式消耗掉。大多數(shù) 發(fā)光材料主吸收帶在紫外光譜區(qū)。發(fā)光材料的紫外吸收光譜可 由紫外-可見分光光度計(jì)來測(cè)量。(5) 激發(fā)光譜(Excitation spectrum)激發(fā)光譜是指發(fā)光材料在不同波長光的激發(fā)下，該 材料的某一發(fā)光譜線和譜帶

8、的強(qiáng)度或發(fā)射效率與激發(fā) 波長的關(guān)系。激發(fā)光譜反應(yīng)了不同波長的光激發(fā)材料的效果。 根據(jù)激發(fā)光譜可以確定激發(fā)該發(fā)光材料使其發(fā)光所需 的激發(fā)光波長范圍，并可以確定某發(fā)射譜線強(qiáng)度最大 時(shí)的最佳激發(fā)光波長。激發(fā)光譜對(duì)分析發(fā)光的激發(fā)過 程具有重要意義。（6）發(fā)射光譜（光致發(fā)光譜/ Emission spectrum）發(fā)射光譜是指發(fā)光材料在某一特定波長光的激發(fā)下， 所發(fā)射的不同波長光的強(qiáng)度或能量分布。許多發(fā)光材料的發(fā)射光譜是連續(xù)譜帶，由一個(gè)或幾 個(gè)峰狀的曲線所組成，這類曲線可以用高斯函數(shù)表示。 還有一些材料的發(fā)射光譜比較窄，甚至呈譜線狀。這種 發(fā)射光譜如果以發(fā)射光的能量分布來做圖稱為光譜能量 分布圖（SED

9、） o對(duì)于發(fā)光材料，發(fā)射光譜及其對(duì)應(yīng)的激發(fā)光譜是非 常重要的性質(zhì)，激發(fā)、發(fā)射光譜通常采用紫外一可見熒 光分光光度計(jì)進(jìn)行掃描。光致發(fā)光的過程當(dāng)外部光源如紫外光、可見光甚至激光照射到光致發(fā) 光材料時(shí)，發(fā)光材料就會(huì)發(fā)射出特征光如可見光、紫外光 等，發(fā)光過程一般由以下幾個(gè)過程構(gòu)成(1) 基質(zhì)晶格或激活劑(或稱發(fā)光中心)吸收激發(fā)能。(2) 基質(zhì)晶格將吸收的激發(fā)能傳遞給激活劑。被激活的激活劑發(fā)出熒光而返回基態(tài)，同時(shí)伴隨有 部分非發(fā)光躍遷，能量以熱的形式散發(fā)。15#整個(gè)發(fā)光過程示意圖如圖所示。熒光粉的光致發(fā)光過程 A激活劑圖3-2能量從敏化刑向激活列 傳遞的發(fā)光過程A澈活劑 S敏化刑161 吸收過程2(50

10、30017#Y2O3 : Eu3+吸收光譜設(shè)離子的平均位置用R表示,采用 簡諧近似EMl則離子受到偏離中心R0的回復(fù)力為：F 二-K (R-Ro)在某個(gè)電子狀態(tài)下離子的勢(shì)能(離子晶 格振動(dòng)能)可以表示為E =k(R_R$.按照量子力學(xué)簡諧振子的能量表示為：=(v + +)沁v二0丄2. u為振子頻率基態(tài)和激發(fā)態(tài)的位形拋物線形狀有差 別/最低點(diǎn)也不同。即k不同z Ro不同。 這種差別來源于基態(tài)與激發(fā)態(tài)與晶格的 作用不同。- R0按照弗蘭克-康登原理：光學(xué)吸收躍遷是垂直的。當(dāng)發(fā)光 中心吸收了發(fā)光能時(shí),系統(tǒng)的能量將 由基態(tài)豎直的躍遷到激發(fā)態(tài)。原因是 從基態(tài)向激發(fā)態(tài)的躍遷是電子的,而 水平位移是核的,

11、距離只是核間距, 電子的激發(fā)時(shí)間很短,電子的運(yùn)動(dòng)比 核快很多,激發(fā)結(jié)束的瞬間系統(tǒng)的位 R形沒能來得及發(fā)生變化。所以電子躍 遷可以很好地近似看作在靜態(tài)環(huán)境內(nèi) -進(jìn)行。20光吸收的躍遷從最低振動(dòng)能級(jí)（ 也即v=0 , V是振動(dòng)量子數(shù)）處開始的 ,因此在振動(dòng)波函數(shù)有最大值的處 最可能發(fā)生躍遷。躍遷結(jié)束在激發(fā)態(tài) 拋物線的棱上,因?yàn)榇颂幖ぐl(fā)態(tài)的振 動(dòng)能級(jí)取得最大值,此躍遷對(duì)應(yīng)于吸 收帶的最大?；鶓B(tài)偏離R0處（v0 ）也會(huì)產(chǎn) 生吸收躍遷，但幾率降低。這樣導(dǎo)致吸收譜具有一定的寬度 o R0處對(duì)應(yīng)的吸收能量為E。,則拋物 線左側(cè)和右側(cè)對(duì)應(yīng)能量分別高于和低 于E。吸收譜的寬度取決于基態(tài)和激發(fā) 態(tài)拋物線最低值R的

12、差值（旳如果 R二o ,則一條拋物線位于另 條的正上方，吸收躍遷的帶寬消失, 吸收寬帶變成窄線。這是因?yàn)楫?dāng)aR 時(shí)，v二0和V二0能級(jí)之間的振動(dòng)重疊 最大,因?yàn)檎駝?dòng)波函數(shù)在R二時(shí)有最 大值，吸收譜呈現(xiàn)一條線狀譜峰,對(duì)應(yīng) 于v二0向f二0的躍遷。由于此類躍遷 不涉及振動(dòng),所以此躍遷被稱為零振動(dòng) 或無聲子躍遷。然而,如果 RMO ,貝!Jv二0與幾個(gè)以觀察到寬帶吸收。吸收帶越寬,貝必R值越大。吸收譜的寬度可以表征激發(fā)V 0能級(jí)間有最大的振動(dòng)重疊，就可位形坐標(biāo)與對(duì)應(yīng)的吸收譜態(tài)和基態(tài)之間的 R值的大小。24ZnS型半導(dǎo)體基質(zhì)吸收#ABS.通常把 R二0的情況叫作弱耦 R值用于量度相互作用的強(qiáng)度。合方式

13、， R 0的情況叫作中耦合方式,RR的情況叫作強(qiáng)耦合方式,耦合：電子與晶格振動(dòng)相互作 用。R反映了這種耦合的強(qiáng)度。在較高溫度下,起始狀態(tài)也可 能是v 0的能級(jí),這樣會(huì)使吸收帶基質(zhì)晶格吸收除了發(fā)光中心吸收外界能量,基質(zhì)晶格也會(huì)吸收能 量，通過兩種方式：1、產(chǎn)生自由電子和空穴；光躍遷屬于電荷躍遷類型。2、產(chǎn)生電子空穴對(duì)（激子）。前者需要的能量超過材料的帶隙；后者可以略小于帶隙。E, (eV)colorZnS3.90whiteZnSe2.80orangeZnTe2.38redCdS2.58orange1 CdTe1.59blackZnS型半導(dǎo)體基質(zhì)吸收272. 始于激發(fā)態(tài)的光輻射返回基態(tài)：發(fā)光發(fā)光材

14、料吸收激發(fā)能將發(fā)光中心帶到激發(fā)態(tài)的高 振動(dòng)能級(jí)。然后，中心首先回到激發(fā)態(tài)的最低振動(dòng)能 級(jí)，將多余能量傳給周圍離子，也可以說原子核調(diào)整 到新的激發(fā)態(tài)位置，這樣原子間距離等于激發(fā)態(tài)平衡 距離，位形坐標(biāo)改變了此過程稱為弛豫。體系從激發(fā)態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)發(fā)光而返回基態(tài)， 此過程遵循與吸收過程同樣的定則。體系返回基態(tài)可 能會(huì)將能量差以光的形式釋放出，這就是發(fā)光；也可 能以其他能量而不是光子的形式釋放岀，這就是非輻 射返回。#自發(fā)的返回基態(tài)并發(fā)射輻射,通過發(fā)射,A/?-圖4-1飾膨坐掠圖豫過程,發(fā)射峰要比吸收峰處于更低的能從激發(fā)態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí),系統(tǒng)可以中心回到基態(tài)的高振動(dòng)能級(jí),然后再次弛 豫回到基態(tài)的最低

15、振動(dòng)能級(jí),由于存在弛區(qū)t或。女圖。Label審晶+發(fā)射光譜和激發(fā)(或吸 收)光譜,激發(fā)帶的最大值和發(fā)射帶的 最大值之間的差值稱為斯托克斯(stokes )位移,很顯然aR越大z斯托 克斯位移越大，吸收帶越寬。 -斯托克斯定律(Stoke s law )發(fā)光材料的發(fā)射光波長一般總是大于激發(fā)光波長，這稱為 斯托克斯定律,激發(fā)光波長(或能量)與發(fā)射光波長(或能量) 之差稱為斯托克斯位移,或者說發(fā)光的光子能量通常要小于激 發(fā)光子的能量。即材料吸收高能量的短波輻射，而發(fā)射出低能量的長波輻射。反斯托克斯效應(yīng)(Anti-stoke s effect)物質(zhì)的發(fā)射光波長短于激發(fā)光波長,稱為反斯托克斯效應(yīng) ,它在

16、實(shí)際上是存在的。但是它的強(qiáng)度很低,常常被看作是一 種例外情況,沒有實(shí)用價(jià)值。非輻射返回基態(tài)當(dāng)發(fā)光材料吸收光被激發(fā)后，體系會(huì)從激發(fā)態(tài)回到基 態(tài)，然而從激發(fā)態(tài)向基態(tài)的發(fā)光躍遷返回不是唯一的過程， 另一種可能是非輻射返回.也就是不發(fā)光的非輻射返回。非 輻射過程總是與輻射過程競爭.由于發(fā)光材料最重要的要求 是更高的光輸出，所以要求此材料中輻射過程必須比非輻射 過程有更高的概率。材料吸收的能量中不通過輻射（發(fā)光）放出的部分會(huì)消 散于晶格中（非輻射過程），所以必須抑制與發(fā)光過程競爭 的非輻射過程。然而，也有的非輻射過程促進(jìn)光的輸出， 也就是保證更有效地激勵(lì)發(fā)光激活劑和促進(jìn)發(fā)光能級(jí)的占 據(jù)。下表給岀了某些重

17、要光致發(fā)光材料的量子效率,到目前為 止,尚未得到量子效率為100%的材料。*5-1室耀下禁外激發(fā)的某些發(fā)光材料的子效率材料q/ %材料n2SiO4 :附亠70Ca5外，NW#71YV)4十70NaGcF = C1 ,Tbn_h95CaWO70=1之前我們?cè)僭O(shè)從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)完全是通過輻射這一 途徑來完成的,實(shí)際并非如此z事實(shí)上有許多中心是根本不發(fā)光的。A2.光致發(fā)光的實(shí)驗(yàn)裝置和方法2. 1.實(shí)驗(yàn)裝置1.光源發(fā)光光譜測(cè)量需要單色性好的光源，而激發(fā)譜的測(cè)量則要求 在所需能量范圍內(nèi)具有較平滑的連續(xù)光譜的光源。白熾燈可以產(chǎn)生較好的連續(xù)譜，但貧于紫外成分，所以很少 用于波長低于450nm的情形，汞燈和

18、岳燈是常用的兩種具有線狀 譜的光源，汞燈有高壓的和低壓的，低壓汞燈線狀譜較銳，高壓 汞燈工作在高溫高壓下，原子譜線展的較寬。但作為紫外光源， 二者共同的缺點(diǎn)是在可見光區(qū)和紅外光區(qū)有較大的輸出，另一種 常見的紫外光源是氛燈，雖然它的光強(qiáng)度較低，但具有很好的紫 外連續(xù)譜，且可見光成分很少。29和經(jīng)典光源相比，激光具有強(qiáng)度大，會(huì)聚性，單色性好而噪聲 低等優(yōu)點(diǎn)，常用的連續(xù)工作氣體激光器有氨氛激光器，氮離子激光 器和氮分子激光器，固體激光器則有紅寶石激光器，半導(dǎo)體激光器光源波長范圍（nm ）功率碘餌燈可見光區(qū)和紅外光區(qū)150W汞燈紫外區(qū)和可見光區(qū)100-200W疝燈可見光區(qū)200W氛燈紫外區(qū)20WGaA

19、s LED930-940200mWGm As激九器837.0-905.01W氮氛激光器632.8100mW電款丿Li命514.5,488.0和457.9之間的線50-700mW氟激兒器647.1 , 520.8和476.2之間的線30-200mW氮激光器337.1 和540.1100 z 10kW染料激光器430到660可調(diào)為氨激光器的15-20% 3Q2單色儀和濾光片單色儀是用來把激發(fā)光源的多色光變成單色光，或者將樣品所發(fā) 出的寬譜帶分解為單色成分，以便獲得其發(fā)光光譜，常用的單色儀依 其中的色散元件不同，有棱鏡單色儀和衍射光柵單色儀棱鏡單色儀及其原理31色散分辨率和光通量透過能力是單色儀性能

20、的兩個(gè)重要指標(biāo)， 前者決定了單色儀輸出光的單色性，而后者則表示光通過單色儀時(shí) 的光強(qiáng)損失。般來說光柵單色儀與相同尺寸的棱鏡單色儀相比,有較高 的光通量透過能力。但有時(shí)出現(xiàn)多級(jí)衍射譜線的問題,棱鏡單色 儀透過能力較弱，但有雜散光低的優(yōu)點(diǎn)，不出現(xiàn)多級(jí)譜線z濾光片濾光片是最簡單而有效地產(chǎn)生單色光或一定寬度的輻射帶的光學(xué) 元件，使用不同的濾光片可形成很窄(lnm)的或很寬(-lOOnm)的 帶通，好的濾光片峰值波長透過率可達(dá)到80%以上，選擇合適的濾光 片還可以消除光柵單色儀多級(jí)譜線對(duì)測(cè)量光譜的干擾。濾光片價(jià)格 低廉，使用方便，但不如單色儀更便于波長的選擇。3. 信號(hào)接收設(shè)備信號(hào)接收設(shè)備包括光探測(cè)器，

21、信號(hào)放大（或恢復(fù)）器和記錄儀。光探測(cè)器的作用是將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，他常常是發(fā)光測(cè) 量中很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。因?yàn)樗臋z測(cè)波長范圍，響應(yīng)時(shí)間或 信噪比可能成為對(duì)測(cè)量精確性的限制因素。在可見光和近紅外 波段，常用的光探測(cè)器是光電倍增管和硫化鉛紅外探測(cè)器。可 根據(jù)具體需要選擇合適的種類和型號(hào)。由光探測(cè)器輸出的電信號(hào)一般很微弱。需要由信號(hào)放大器 進(jìn)行放大，然后才能推動(dòng)記錄儀。常用的信號(hào)放大器有測(cè)量放 大器（選頻放大器）。后者使用鎖相技術(shù)，從而大大提高了信 噪比。4低溫恒溫箱低溫下進(jìn)行的發(fā)光測(cè)量，?？傻玫阶V線窄而強(qiáng)度大的光譜， 從而給出更多的信息，這就需要將樣品放入一個(gè)光學(xué)測(cè)量用的低 溫恒溫箱內(nèi)，下圖(a

22、)為一簡易的玻璃液氮杜瓦瓶，在瓶壁金屬 鍍層上開有合適的窗口，以便激發(fā)光射入和樣品所發(fā)射光束的射 出，(b)是與之配用的簡易樣品架的示意圖，支撐桿A要用不銹 鋼管等低熱導(dǎo)率材料制成，以減少冷耗，樣品臺(tái)E為六角架，以便 一次裝入多個(gè)樣品，使用時(shí)將樣品用萬能膠粘在臺(tái)上即可。/低溫恒溫箱(3)B2. 2.實(shí)驗(yàn)方法1光致發(fā)光譜（PL譜）光致發(fā)光譜測(cè)量用的基本實(shí)驗(yàn)裝置配置如圖。其中E為激 發(fā)光源，視具體要求和現(xiàn)有條件可選用汞燈，氤燈或波長合適 的激光器，必要時(shí)可附加單色儀或?yàn)V光片以改善光源的單色性E低溫恒溫箱33R為光路系統(tǒng)中的反射鏡，L1,L2為聚光透鏡，M為單色儀 ,C為低溫恒溫箱，CH為鎖相放大器

23、配用的斬波器，為了盡可 能的得到大的信號(hào)，要仔細(xì)調(diào)整光路系統(tǒng)，使試樣發(fā)射的光束 聚焦于單色儀的入射光縫上，而使樣品反射的激發(fā)光束偏離光 縫，在X-Y記錄儀上，Y軸記錄的是經(jīng)由光電倍增管檢測(cè)，鎖相 放大器放大的光電信號(hào)，X軸上記錄的是單色儀進(jìn)行波長掃描 時(shí)的波長讀數(shù)，將記錄的實(shí)測(cè)曲線，經(jīng)對(duì)系統(tǒng)的光譜響應(yīng)校正后，即得試樣的PL譜。燃燒法CaS:Eu,Sm樣品的熒光發(fā)射光譜一 su 光致發(fā)光的應(yīng)用1.對(duì)輻射復(fù)合機(jī)制的判斷基于不同復(fù)合機(jī)制的發(fā)光有它不同的特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)上可根據(jù)實(shí)測(cè) 光譜的特征來對(duì)引起發(fā)光的復(fù)合機(jī)制進(jìn)行分析，做出判斷。2.對(duì)未知雜質(zhì)的鑒定在某些雜志中心參與的復(fù)合機(jī)制引起的發(fā)射光譜中，譜線 所

24、示能量與朵志原子核的質(zhì)量有關(guān)，在這種情況下，同種元素 的不同同位素在同一晶格相同位置形成的雜志中心所引起的發(fā) 光光譜，將發(fā)生能量移動(dòng)，稱為同位素移動(dòng)，利用不同同位素 參雜，觀測(cè)它們PL譜的變化可以確認(rèn)PL譜中的某個(gè)（或某些） 成分與該種雜質(zhì)中心是否相關(guān)。3.對(duì)雜質(zhì)缺陷能級(jí)的測(cè)定雜質(zhì)缺陷中心參與的各種發(fā)光過程對(duì)應(yīng)的光譜線 （或譜帶）的能量位置與該雜質(zhì)中心的能級(jí)有確定的 關(guān)系z(mì)由實(shí)測(cè)PL譜線（或譜帶）的能量位置推斷雜質(zhì), 缺陷中心的能級(jí)位置,這是常用的一種測(cè)定能級(jí)位置 的方法二電致發(fā)光譜除光輻射可以激發(fā)發(fā)光外,電場(chǎng)等也可激發(fā)發(fā)光。電致發(fā)光（Electro-luminescent簡稱EL）是一種直接

25、電能轉(zhuǎn)換成 光能的過程。這種發(fā)光不存在尤如白熾燈那樣先將電能轉(zhuǎn)變成熱能， 繼而使物體溫度升高而發(fā)光的現(xiàn)象，故將這種光稱之為冷光。電致發(fā)光一般可分為低場(chǎng)和高場(chǎng)下的發(fā)光，p-n結(jié)發(fā)光是注入式 電致發(fā)光（Injection EL）,主要是低場(chǎng)發(fā)光。那些不易做成兩種導(dǎo)電 類型（P型和N型）而借助于M-S （金屬-半導(dǎo)體）或MIS （金屬-絕緣體-半導(dǎo) 體）結(jié)構(gòu)得到的發(fā)光是一種本征式電致發(fā)光（Intrinsic EL）,主要是 高場(chǎng)發(fā)光。前者是發(fā)光二極管（LED）和半導(dǎo)體激光器的基礎(chǔ)。電致發(fā)光譜基本原理通常有二種電致發(fā)光現(xiàn)象EL屏是利用固體在電場(chǎng)作用下的發(fā)光現(xiàn)象所制成的光源, 熒光材料在電場(chǎng)作用下，導(dǎo)帶中的電子被加速到足夠高的能 量并撞擊發(fā)光中心，使發(fā)光中心激發(fā)或電離，激活的發(fā)光中 心回到基態(tài)或與電子復(fù)合而發(fā)光，熒光材料(ZnS)中不同 的激活劑決定了發(fā)光的顏色。注入式場(chǎng)致發(fā)光所有商用LED