爱丁堡-稳态/瞬态荧光光谱仪FLS1000

近年来，石墨烯材料由于其优异的性能在科研及工业上均得到了极为广泛的关注。石墨烯具有奇特的电子带结构，其价带和导带在动量空间中形成锥形表面，并与狄拉克点相接触（如图1）。价带和导电带的接触意味着石墨烯没有带隙，被称为零带隙半导体。这种带隙的缺失导致纯的石墨烯在光致发光（PL）方面没有性质，因为零带隙材料无法发光。然而，可以通过氧化石墨烯形成氧化石墨烯，石墨烯中碳原子的π电子网被破坏，导致在价带和导带之间形成间隙，从而表现出光致发光特性，打开新应用的大门。

液体闪烁体探测器被广泛用于中微子和天体粒子检测实验。linear alkylbenzene (直链烷基苯 (LAB))这种液体闪烁体被广泛应用于大规模检测测试中。LAB 是一种极具发展潜力的闪烁体，因为它成本低、闪点高、毒性低，使其比之前常用的有毒和易燃有机闪烁体更易处理。LAB 通常与2，5-二苯基氧佐尔（2,5-diphenyloxazole，PPO） 一起使用，可提高发光效率并将发射光谱延长至到更长的波长。LAB/PPO闪烁体探测系统已用于Daya-Bay1和 RENO2中微子检测实验，也是即将推出的 SNO+3和JUNO4探测器的闪烁体。 使用爱丁堡仪器 FLS1000 和 XS1 X射线样品室附件研究了 LAB/PPO 在不同 PPO 浓度下的 X 射线激发发光衰减特性。随着PPO的浓度从1g/L增加到 20 g/L，主要衰变组分的寿命从 7.1ns减少到 1.7 ns。XS1 X射线样品室附件将 FLS1000 PL光谱仪的功能扩展到 X射线领域，为开发新型闪烁体材料创造了强大的表征工具。

荧光光谱仪主要用于测试光致发光的样品的各种发光性质。基本组成是光源、激发单色器、样品仓、发射单色器和检测器。下图为爱丁堡仪器公司的系列稳态瞬态荧光光谱仪产品，从模块化到一体化设计，配置灵活，而且与第三方光源和检测器的兼容性十分强大。

半导体是电子产品的核心,是信息产业的基石。半导体行业已成为全球重要的战略性产业之一。随着全球经济的发展,半导体市场需求与竞争也不断增加,对半导体创新技术和材料迭代更新均提出了更高的需求。目前,半导体材料作为整体行业重要的上游支撑材料,如今已发展到四代半导体,在这些材料提纯制备和生产过程中,其物理性质如晶型结构、杂质含量。缺陷类型及浓度、应力及应变等决定了最终产品的各种性能。爱丁堡分子光谱提供显微拉曼、光致发光及傅里叶红外表征技术,协助生产过程对这些材料属性进行监测与把控。

次氯酸盐（ClO-）通常用于自来水消毒，但是需要对其浓度进行监控以确保其有效但无毒。Cao等研究人员开发了一种用于检测ClO-的新方法：利用新颖的金属有机骨架通过荧光光谱法进行监测。作者使用的爱丁堡仪器FS5荧光分光光度计表征和优化ClO-传感器的响应，然后他们也使用该传感器检测抗坏血酸。 金属有机骨架（MOF）是包含金属离子和有机配体的化合物，它们以规则的配位网络排列，其多孔结构可以吸收特定尺寸的分析物。此外，如果在分析物的存在下其光致发光特性发生变化，则可以采用MOF作为荧光传感器。此想法先前已用于ClO-检测，但始终基于单个发射强度。在这项研究中，Cao等提出了一种比例荧光传感器，以提高灵敏度和稳定性。在比例荧光传感器中，测量了对分析物有着不同响应的两个荧光信号的强度。与单个发射传感器相比，使用两个信号的比率可以减少测量的误差。

一种简单而可靠的监测污染物的方法是荧光光谱仪。来自不同水源的水质含有不同的有机溶解物质(CDOM)，这些物质在紫外区有不同的发射峰。通过激发和发射三维光谱的扫描可以得到水样的特征发光峰，从而能够提供水样中不同有机质的分布的指纹图谱。

我国在“碳中和”成为全球命题的背景下,于2021年开启双碳元年。自21世纪初至今,我国的光伏行业共经历了起步、发展。衰退、回暖四个阶段后,进入了稳步增长期,目前已成为了光伏发电新增装机容量世界排名第一的国家。我国光伏行业实现从无到有、从有到强的跨越式发展。基于此,经历了多种发展路径,为研制器件效率最高的器件做出努力。

零维（0D）金属卤化物是一类新兴的半导体材料，广泛应用于光电材料，包括发光二极管、激光器和光伏发电。特别是异金属（由一种以上的金属中心组成）的金属卤化物，由于其潜在的协同光物理特性取决于对组成金属中心的选择，因此具有巨大的前景1。在本文中，使用FLS1000光致发光光谱仪的时间分辨发射光谱（TRES）确认零维（0D）金属卤化物Tris SbMnCl的发射路径。

有机太阳能电池由于其可调节的化学结构和易于加工成大面积光伏面板而成为利用太阳能的有力的候选者。通常存在的有机半导体，其带隙为1.4 eV至3 eV，这些材料仅仅只能吸收一小部分太阳光谱。克服此限制的一种方法是串联堆叠不同带隙的单元。然而，具有较窄带隙的新材料和器件需要重新优化以及设计，以提高太阳能电池的效率。但这些新材料在封装后仍无法防止氧化，稳定性仍然较差，因此新型高效有机器件的开发也受到了限制。本文中，通过稳态和时间分辨光谱研究Poly(3-hexyl)thiophene-2,5-diyl:[6,6]-phenyl C61 butyric acid methyl ester (P3HT: PCBM)相关的性质。

大多数典型的LED由III-V族化合物半导体构成。III-V半导体是指包含元素周期表中第III族(B, Al, Ga, In)和第V族 (N, P, As, Sb)元素的合金材料。对于蓝色和绿色的LED，通常为In、Ga和N元素。InGaN基LED中的p型和n型区域由GaN形成，其带隙较大，为3.4 eV (360 nm)。可以通过调节Ga与N比值使其成为p型或n型。InGaN基LED的有源区由InxGa1-xN形成，加入In元素会降低半导体的带隙。通过改变In与Ga的摩尔比，可以调谐LED的发射波长和发光颜色。但随着In含量的增加，InGaN发光二极管的效率也会随之降低。因此，通过增加In的含量使其发射波长大于550 nm是没有实用意义的。光谱覆盖范围超过550 nm最为常用的LED为(AlxGa1-x)0.5In0.5P。可通过增加Al和Ga的摩尔比，使其带隙增大, 发射波长蓝移。采用电致发光技术能够测试InGaN和AlGaInP LED的发射波长，并确定LED的有源区带隙及组成。 本篇应用，通过使用耦合电致发光附件的FS5荧光光谱仪测试了四种III-V族化合物发光二极管的发光特性并确定它们的带隙和色度坐标。

碳量子点（C-dots）是指尺寸小于 10 nm 分散的类球形荧光碳纳米颗粒。2004年，美国南卡罗莱纳大学的Xu 等人在研究纯化碳纳米管的方法时，首次发现了可以放出明亮荧光的碳量子点。自发现以来，它们作为半导体量子点的潜在替代品受到材料科学界的广泛关注，特别是在生物应用方面，由于其低毒性。它们的一些应用包括光催化太阳能电池、生物成像和药物传输。 在本应用采用热处理牛奶的方法合成非均匀的碳量子点，在空气中的牛奶加热到220°C 2小时即可实现碳化，并在FLS1000荧光光谱仪中测试解析的C-dots的光致发光光谱和寿命。

基于镧系元素的上转换材料具有独特的光学性能，适用于从生物成像到数据存储，甚至固态照明的各种应用。它们具有通过非线性多光子以较低能量激发而产生紫外至近红外（UV-NIR）发射的能力。无机晶体（例如Y2O3，NaYF4和LaF3）可以掺杂单个或多个镧系元素离子，这些离子在红外激光激发下会产生UV-NIR上转换的发射。 通常，上转换的UV-NIR发射是由980 nm激光激发Yb离子产生的，随后的f能级能量转移和晶体内电子声子耦合到其他镧系元素（例如Er，Ho或Tm）产生较高能量的发射性f能态。由于发射光谱和相关的寿命与晶体构成，镧系元素，激光激光密度以及相位有关，因此需要一种高度灵敏，精密的仪器来录准确和可重复的数据。

在最近几十年中，对于文物和绘画作品的无损研究及鉴定越来越多。为了尽可能地保护博物馆中的文物，在检测文物时候要求最小限度进行取样，因此，光谱测量是一种很理想的检测技术。颜料检测可用于鉴别不同时期文物，也可以用于赝品检测。本文对古代埃及颜料埃及蓝和现代的颜料锰蓝的光谱性质进行了研究。

在最近几十年中，对于文物和绘画作品的无损研究及鉴定越来越多。为了尽可能地保护博物馆中的文物，在检测文物时候要求最小限度进行取样，因此，光谱测量是一种很理想的检测技术。颜料检测可用于鉴别不同时期文物，也可以用于赝品检测。本文对古代埃及颜料埃及蓝和现代的颜料锰蓝的光谱性质进行了研究。

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