Стоксовские потери при люминесценции

Стоксовские потери при люминесценции [c.154]

Стоксовскими потерями при люминесценции называются потери энергии возбуждении я, приво-дяш иек изменению частоты излучения, в результате чего средняя частота излучения оказывается меньше частоты возбуждающего света. Эти потери, вызванные уменьшением величины кванта излучения, остаются даже в идеальном случае люминесценции, при квантовом выходе, равном единице. Стоксовские потери могут быть очень значительны. Во многих случаях излучение в видимой области вызывается поглощением в коротковолновых ультрафиолетовых лучах. Так, например, оранжевое свечение родамина 5 (Хмакс = = 555 ли.) может быть вызвано поглощением резонансной линии ртути 253,7. А. Таким образом, в этом случае отношение средней частоты излучения к частоте поглощаемого света Уд Уп 0,46, и даже при квантовом выходе, равном единице, больше половины энергии возбуждения тратится на стоксовские потери. [c.154]

Обозначив буквой Уп частоту монохроматического света, применяемого для возбуждения, и буквой Уд —частоту света люминесценции, для стоксовских потерь получаем выражение [c.154]

При возбуждении люминесценции светом (г злА погл) < 1 вследствие стоксовского смещения. Поэтому, как вытекает из формулы (П.40), энергетический выход люминесценции меньше квантового. При других видах возбуждения появляются дополнительные источники потерь энергии. Если люминесценция вызывается действием фотонов или частиц высокой энергии, то возникает большое число электронно-дырочных пар. Очевидно, что электрон в зоне проводимости, обладающий энергией, которая меньше ширины запрещенной полосы Eg, не может передать ее другому электрону. В результате она испускается в виде фононов — квантов колебательного движения решетки, т. е. превращается в тепло. Учет закона сохранения импульса приводит к выводу, что минимальный избыток энергии электрона, который необходим для дальнейшей [c.74]

Из формулы (2.54) видно, что по мере уменьшения частоты возбуждающего света потери на стоксовское смещение уменьшаются. Однако, как было указано выше, при переходе к возбуждению частотами, меньшими частоты электронного перехода, происходит резкое падение квантового выхода. Соответствующие потери поглощённой энергии можно назвать а н т и с т о-ксовскими. Вследствие антистоксовских потерь нельзя с хорошим результатом применять для возбуждения частоты меньшие частоты электронного перехода. При возбуждении люминесценции частотой электронного перехода (т. е. светом с предельно большой длиной волпы), при применении которого антистоксовские потери можно ещё не учитывать, стоксовские потери остаются всё ещё значительными, вследствие того что и при этом возбуждении возникает сразу весь спектр люминесценции. Так, для ацетоновых растворов родамина 6С частота электрониого перехода 550-10 сек.-1, частота максимума спектра люминесценции равна 535,5-1012 сек. , средняя же частота излучения ещё меньше. Таким образом, даже при этом, наиболее благоприятном возбуждении стоксовские потери составляют около 3%. [c.155]

Выход люминесценции -красителей уменьшается различными процессами тушения. Помимо стоксовских потерь, при 20° С существуют и потери на темнературное тушеиие. Как следует из измерений автора [302], есть основание полагать, что температурным тушением в основном объясня ется отличие от единицы квантового выхода растворов, сильно люминесцирующих при 20 С. [c.278]

После передачи избытка энергии решетке, вследствие чего электрон опускается на дно зоны проводимости, а дырка поднимается к верхнему краю валентной зоны (этот процесс носит название термолизации), энергия электронно-дырочной пары снижается до Eg. Таким образом, доля энергии, которая может быть испущена в виде квантов света, уменьшается в результате термолизации до 40—50% от поглощенной энергии. Дальнейшие неустранимые потери ее связаны с тем, что энергия испускаемого кванта всегда меньше ширины запрещенной зоны. Так, у 7п5-фосфоров она составляет (0,80 0,05) Eg, а у наиболее важных ионных кристаллов с широкой запрещенной зоной —еще меньше, доходя до 0,5 г. Эти потери, складывающиеся из потерь при передаче энергии электронно-дырочной пары или экситона центру свечения и тепловых потерь при излучении, обычно называют стоксовскими. В итоге максимально возможный энергетический выход люминесценции т]макс снижается примерно до 0,3. Данные табл. 1 показывают, что достигнутый в настоящее время выход, или конверсионная эффективность, некоторых фосфоров приближается к этому пределу. [c.75]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология