发光量子产率简介

材料或分子的光致发光量子产率(PLQY)定义为作为吸收的光子量的一小部分发出的光子的量。荧光或荧光团分子的这种特性对于理解各种重要材料内的分子行为和相互作用至关重要。欧洲杯足球竞彩

将球形光纤耦合到荧光计以进行PLQY测量。

图1。将球形光纤耦合到荧光计以进行PLQY测量。

同样,A.分子的电致发光量子产量(ELQY)定义为特定设备的电子流所发射的光子数。这种测量是必不可少的分类和监测显示设备,照明或其他光伏材料。欧洲杯足球竞彩

通过将诸如LED的动力装置装配到样品托盘中,可以使用积分球(左)测量电致发光。中心:可以使用输入电压或电流测量集成强度。右:通过测量球体中的光谱,可以在CIE 1931坐标中绘制颜色。

图2。通过将诸如LED的动力装置装配到样品托盘中,可以使用积分球(左)测量电致发光。中心:可以使用输入电压或电流测量集成强度。右:通过测量球体中的光谱,可以在CIE 1931坐标中绘制颜色。

Plqy和Elqy常用: -

  • 新型纳米材料欧洲杯足球竞彩
  • 纳米颗粒欧洲杯猜球平台
  • 太阳能电池和光伏
  • 石墨烯或单壁碳纳米管
  • 量子点
  • 协调化学
  • 照明和显示材料,如LED和OLED欧洲杯足球竞彩
  • 静电
  • 电影和涂料
  • 绘画,比色和涂料
  • 固化和掺杂的聚合物,凝胶和水凝胶

采用三种方法来测量PLQY。这些是:

  • 比较方法
  • 荧光寿命
  • 直接方法(集成球体)

下面进一步详细探讨了这些方法中的每一种。

如何使用比较方法来确定量子产量?

比较方法利用已知的参考标准 - 具有靠近感兴趣的样品和已知的PLQY值的排放和吸光度特性的样品。测量吸光度和荧光针对参考标准测量,然后对所研究的样品进行相同的测量。

左:计算未知(QF)的荧光量子产率的方程,通过与已知标准的光谱进行比较。右:一些已知的PLQY标准的表及其各自的激发波长和量子产量。

图3。左:计算未知荧光量子产量的等式(QF)通过将其与已知标准的光谱进行比较。右:一些已知的PLQY标准的表及其各自的激发波长和量子产量。

下面的等式在其中qF是未知荧光样品的量子产量和qR.是参考标准的量子产量。我在这F和我R.是未知和参考样品的集成荧光强度,而aF和一个R.是未知和参考样品的各自吸光度值。

该方法的缺点是存在非常有限的参考标准,因此对该特定方法可以应用存在不同的限制。

如何使用荧光寿命进行量子产量测定?

荧光寿命可以与不同浓度的淬灭剂一起使用,以计算a分子的量子产量

下面的等式在其中使用F是量子产量,kF,Knr,和K.T.是荧光,非辐射耗散和能量转移的速率常数。τ.F是样品的荧光寿命。

通过荧光(KF)的速率常数计算的荧光量子产量,非辐射耗散(KNR)和能量转移(KT)计算。荧光寿命由一个速率常数的总和计算。与泰铢淬火常数(k),生物分子猝灭常数(Kq)和寿命(t0)相关的量子产率。(Lakowicz,2006)

图4。荧光速率常数计算的荧光量子产率方程(K.F),非辐射耗散(knr)和能量转移(kT.)。荧光寿命由一个速率常数的总和计算。与泰铢淬火常数(k)的量子产率,生物分子猝灭常数(k问:)和寿命(t0.)。(Lakowicz,2006)

在这种情况下,PLQY由这些非辐射过程的速率常数(例如泰铢-Volmer淬火和褶皱)决定,因为它们与荧光竞争。

在荧光溶液中加入稀释系列猝灭剂,可通过确定Stern-Volmer猝灭常数(K)和双分子猝灭常数(K)来计算PLQY问:)。

左:9-氨基吖啶不同浓度抗坏血酸钠猝灭荧光的荧光激发和发射光谱。中心:对于相同的解决方案,通过调制和相位测量得到的频域寿命(中心)。右:寿命和强度比(I / I0和T / T0)与浓度。线性适合这些图产生淬火常数。

图5。左:9-氨基吖啶不同浓度抗坏血酸钠猝灭荧光的荧光激发和发射光谱。中心:对于相同的解决方案,通过调制和相位测量得到的频域寿命(中心)。右:寿命和强度比率(I/I0.和t / t0.)与浓度相比。线性适合这些图产生淬火常数。

该方法肯定是稳健的,但确实需要相当大量的样品制备,使其特别是固体样品的不方便。

如何使用集成球体进行量子产量测量?

集成球体方法是一种测量PLQY的更直接方法。利用这种技术,球体涂有反射表面,以捕获进入或离开球的所有光线。该表面通常由硫酸钡基材料或光谱制成欧洲杯足球竞彩®

左:一个积分球,样品被放置在球的内部,然后测量荧光。右图:覆盖在积分球内部的Spectralon®材料的反射光谱。(LabSphere Spectralon(R) datasheet, 2017)

图6。左:一个积分球,样品被放置在球的内部,然后测量荧光。右图:Spectralon的反射光谱®覆盖在积分球内部的材料。(LabSphere Spectralon(R) datasheet, 2017)

荧光发射(EC)散射(lC)样品与空白的发射和散射一起测量(L一种和E一种)。这两个光谱测量(样本和空白)允许直接计算PLQY,可以在下面的等式中看到。

使用积分球测量的量子产率(FF)方程。

图7。使用积分球测量的量子产率(FF)方程。

在这个例子中,EB.来自来自球体的间接发光引起的样品的集成发光,而A是在激发波长处的样品的吸光度。

Plqy.任何相关的误差分析,然后通过合并两个轨迹与适当的光谱校正因子计算。

散射(左)和荧光(右)的PLQY计算空白和样品的计算。

图8。散射(左)和荧光(右)的PLQY计算空白和样品的计算。

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引用

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  • 美国心理学协会

    HORIBA科学。(2020年1月24日)。发光量子产量的介绍。Azom。从Https://www.wireless-io.com/artice.aspx?articled=16083从//www.wireless-io.com/101,01,2021检索。

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    HORIBA科学。“发光量子产量的介绍”。AZoM。7月201日2021年。

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    HORIBA科学。“发光量子产量的介绍”。Azom。//www.wireless-io.com/article.aspx?articled=16083。(访问于7月01,2021)。

  • 哈佛

    HORIBA科学。2020。发光量子产率简介。Azom,于2021年7月01日,//www.wireless-io.com/article.aspx?articled=16083。

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