AI摘要 :
本文介绍了稳态荧光光谱测试的操作流程,包括通过发射光谱和激发光谱确定最佳激发波长,进而测试发射光谱,并分析了辐射复合与非辐射复合类型及峰形蓝移或红移的物理意义。
1.前言
之前的文章中对操作步骤描述的比较粗糙,在进行实际操作后发现还是有很多错误的地点。今天又整理了一下步骤,在这里做个记录。
以下步骤内容仅适用于 发射波长≠最佳激发波长的倍数 的情况。
2.最佳激发波长的确定
2.1发射光谱确定荧光波长
1.光谱类型采用发射光谱。
2.固定激发波长为样品光吸收带边附近,如520nm。
3.开始发射波长:激发波长+20nm,即520+20=540nm。
4.结束发射波长:(激发波长×1.5)-20nm,即(520×1.5)-20=760nm。
如果>800nm,就设置800nm。
5.数据间隔:0.2、0.5、1 都行
6.进行测试。
再调整激发波长,如调成500nm、480nm等,重复以上步骤3-6。
结果如下图:
找出峰位不变的位置,上图红框中的峰位于625nm。
即样品发出的荧光的波长为625nm。
2.2找最佳激发波长
1.光谱类型采用激发光谱。
2.发射光波长,设置为625nm。
也就是上一步找到的荧光的波长。
3.开始激发波长:(发射光波长÷1.5)+20,即(625÷1.5)+20=436nm。
4.结束激发波长:发射光波长-20nm,即625-20=605nm。
5.数据间隔:0.2、0.5、1 都行
6.进行测试。
找到峰形合适的峰,其位置就是最佳激发波长,如588nm。
3.测试发射光谱
1.光谱类型采用发射光谱。
2.固定激发波长为最佳激发波长,如588nm
3.开始发射波长:激发波长+20nm,即588+20=608nm。
4.结束发射波长:(激发波长×1.5)-20nm,即(588×1.5)-20=862nm,超过800,按800nm设置。
5.数据间隔:0.2、0.5、1 都行
6.进行测试,即可得到稳态荧光图谱,峰值越高,代表辐射复合越严重。
4.图谱分析
4.1复合类型
复合类型包括辐射复合和非辐射复合。
PL仅能表征辐射复合,辐射复合是载流子复合后能量以发光的形式消耗的复合类型,发出光的能量通常小于带隙。
这是因为原本是跃迁到导带后返回价带复合,释放能量有一部分耗散,一部分发光,所以发出荧光的能量通常小于带隙。
非辐射复合通常是在缺陷处(如氧空位等)产生的复合,载流子在此处通过晶格振动或发热来耗散掉能量,非辐射复合中俄歇复合是载流子复合后的能量为其他载流子跃迁分离提供能量的复合。
4.2峰形分析
峰值越高表明:辐射复合越严重或非辐射复合减少(缺陷减少)。
峰位蓝移表明:荧光的能量增加,杂质能级可能消除,缺陷减少。反之,若红移则表明荧光的能量减小,可能出现杂质能级。因为没有杂质能级时是从导带返回价带复合,而现在是从杂质能级返回价带复合。