Скачать презентацию Физическое материаловедение Спектроскопия с временным разрешением Кинетика Скачать презентацию Физическое материаловедение Спектроскопия с временным разрешением Кинетика

19_Lect_2013_12_04_kinetics.pptx

  • Количество слайдов: 21

Физическое материаловедение Спектроскопия с временным разрешением Физическое материаловедение Спектроскопия с временным разрешением

Кинетика затухания люминесценции Кинетика люминесценции (ее нарастание и затухание при включении и выключении возбуждения) Кинетика затухания люминесценции Кинетика люминесценции (ее нарастание и затухание при включении и выключении возбуждения) дает информацию о процессах, которые происходят между поглощением и излучением. В простейшем случае кинетика определяется вероятностями излучательных и безызлучательных переходов из возбужденного состояния в основное. В случае мономолекулярной кинетики изменение концентрации возбужденных центров за время dt может быть записано как dn/dt = - αn n – концентрация центров свечения в момент времени t , α – вероятность девозбуждения центра за единицу времени. После интегрирования получим n = nt exp(- αt) nt – число возбужденных центров в момент выключения возбуждения Интенсивность люминесценции I I = αl nt exp(- αt) = I 0 exp (-t/τ) αl – вероятность девозбуждения с испусканием кванта люминесценции, I 0 – начальная интенсивность люминесценции, τ – характерное время затухания, за которое интенсивность люминесценции уменьшается в е раз

Случай бимолекулярной кинетики Закон затухания в случае «бимолекулярной люминесценции» , то есть такого свечения, Случай бимолекулярной кинетики Закон затухания в случае «бимолекулярной люминесценции» , то есть такого свечения, при котором любой из ионизированных центров может излучательно рекомбинировать с любым из свободных электронов: dn/dt = -pn 2 p – коэффициент рекомбинации, pn – вероятность рекомбинации в единицу времени. После интегрирования получаем формулу, описывающую изменение числа ионизированных центров: n = nt /(1 + pntt) Затухание люминесценции (послесвечение) описывается выражением: I = - dn/dt = pn 2 Если принять интенсивность в начальный момент времени I 0 = p nt 2 Тогда ход кривой затухания описывается гиперболическим законом: I = I 0/(1 + pntt)2 В случае бимолекулярного процесса длительность послесвечения определяется условно. Послесвечение в этом случае описывается прямой в координатах I-1/2 t

Спектроскопия с временным разрешением HAMAMATSU Спектроскопия с временным разрешением HAMAMATSU

HAMAMATSU HAMAMATSU

Время-коррелированный счет фотонов Время-коррелированный счет фотонов

Схема время-коррелированного счета фотонов Time-correlated photon counting CFD – constant fraction discriminator TAC – Схема время-коррелированного счета фотонов Time-correlated photon counting CFD – constant fraction discriminator TAC – time-to amplitude converter MCF – multichannel pulse height analyzer HAMAMATSU

Пример кривой затухания раствора HAMAMATSU Пример кривой затухания раствора HAMAMATSU

Техника временных окон А. Н. Огурцов Диссертация «Электронные возбуждения в криокристаллах: локализация и элементарные Техника временных окон А. Н. Огурцов Диссертация «Электронные возбуждения в криокристаллах: локализация и элементарные неупругие процессы»

Кривые затухания и спектры, измеренные в разных временных окнах Xe Кривые затухания экситонной люминесценции Кривые затухания и спектры, измеренные в разных временных окнах Xe Кривые затухания экситонной люминесценции совершенных (1) и дефектных образцов (2) Спектры выхода фотонов, снятые во временном окне W 2 на длинах волн, соответствующих энергиям hν 1 hν 2 hν 3 hν 4 hν 2 – энергия свободных экситонов

Спектры фотолюминесценции твердого неона, измеренные в разных временных окнах W. Laash et al, Phys. Спектры фотолюминесценции твердого неона, измеренные в разных временных окнах W. Laash et al, Phys. Stat Sol (b) 158 (1990) 753

Time-resolved luminescence of Noble-Gas Solids K. S. Song, R. T. Williams Self-Trapped Excitons, Springer-Verlag, Time-resolved luminescence of Noble-Gas Solids K. S. Song, R. T. Williams Self-Trapped Excitons, Springer-Verlag, Berlin, 1996. 100/T, K-1

Установка для измерения спектров с временным разрешением Схема для регистрации время-разрешённых спектров фосфоресценции: 1 Установка для измерения спектров с временным разрешением Схема для регистрации время-разрешённых спектров фосфоресценции: 1 – лазер, 2 – прозрачная кварцевая пластина, 3 – зеркало, 4 – образец, 5 – криостат, 6 – линзы, 7 – спектрофотометр, 8 – 1 й счетчик, 9 – 16 й счетчик, 10 – формитрователь импульсов, 11 – контроллер, С 1 -75 – скоростной осциллограф, Г 5 -60 - генератор импульсов.

Время-разрешенные спектры 1. 6 К Ортобромбензофенон Буравцева Л. М. Диссертация «Фосфоресценция кристаллического и стеклообразного Время-разрешенные спектры 1. 6 К Ортобромбензофенон Буравцева Л. М. Диссертация «Фосфоресценция кристаллического и стеклообразного ортобромбензофенона»

Идентификация полос 1 – Еloc, 3 – Eglob, 4 – вибронное повторение полосы 1 Идентификация полос 1 – Еloc, 3 – Eglob, 4 – вибронное повторение полосы 1

Кинетика затухания 1, 6 К Буравцева Л. М. Диссертация «Фосфоресценция кристаллического и стеклообразного ортобромбензофенона» Кинетика затухания 1, 6 К Буравцева Л. М. Диссертация «Фосфоресценция кристаллического и стеклообразного ортобромбензофенона»

Время-разрешенные спектры и кинетика 52 К Континуум – эксимерное излучение Буравцева Л. М. Диссертация Время-разрешенные спектры и кинетика 52 К Континуум – эксимерное излучение Буравцева Л. М. Диссертация «Фосфоресценция кристаллического и стеклообразного ортобромбензофенона»

Временные характеристики 52 К N – заселенность локального минимума, n – глобального τcr – Временные характеристики 52 К N – заселенность локального минимума, n – глобального τcr – время безызлучательного перехода из локального минимума в глобальный Буравцева Л. М. Диссертация «Фосфоресценция кристаллического и стеклообразного ортобромбензофенона»

Время-разрешенные спектры стеклообразного ортобромбензофенона Кинетика затухания интегральной интенсивности В спектре присутствует эксимерное свечение и Время-разрешенные спектры стеклообразного ортобромбензофенона Кинетика затухания интегральной интенсивности В спектре присутствует эксимерное свечение и компонента, отвечающая переходу из глобального минимума τ2 – эксимерное свечение, τ1 – мономерное свечение Буравцева Л. М. Диссертация «Фосфоресценция кристаллического и стеклообразного ортобромбензофенона»

Время-разрешенные спектры стеклообразного ортобромбензофенона 95 К Время-разрешенные спектры стеклообразного ортобромбензофенона 95 К

Литература: 1. М. Д. Галанин. Люминесценция молекул и кристаллов. М. , 1999. 2. В. Литература: 1. М. Д. Галанин. Люминесценция молекул и кристаллов. М. , 1999. 2. В. М. Агранович, М. Д. Галанин, Перенос энергии электронного возбуждения в конденсированных средах, М. , 1978. 3. В. В. Антонов - Романовекий, Кинетика фотолюминесценции кристаллофосфоров, М. , 1966. 4. О. С. Пышкин, Л. М. Буравцева, В. Н. Баумер, Р. В. Ромашкин, М. А. Стржемечный, Д. И. Злоба, ФНТ, 35 (2009) 739.