光致发光光谱

光致发光量子产率可以表征样品的发光效率，即测量样品有效利用吸收光的效率，数学上可以表示为发射光子数和吸收光子数的比值。对比于相对量子产率，绝对荧光量子产率测量应用得越来越广泛。因为后者不需要量子产率的标准样品，广泛适用于液体、薄膜和粉末样品。本文主要介绍在爱丁堡FLS980荧光光谱仪上联合光致发光量子产率附件对液体和固体样品进行量子产率的测量，以及激发光波长的选择对于量子效率结果的影响。

显微激光拉曼光谱仪是许多宝石实验室的标准分析仪器，它同时也是一台很好的光致发光分析系统。光致发光光谱可以用于表征钻石是否是天然的还是经过了脱色处理(高压高温HPHT-处理)或颜色增强处理(加热、辐射)。

在利用带内载流子跃迁的太赫兹应用领域内，InGaAs/GaAs和InAs/GaAs量子点被认为是非常合适的材料。这类应用包括化学生物媒介的远程探测、红外计数测量、激光雷达、污染监测、分子和固态光谱、非损伤医学诊断。通过调整量子点的大小、形状和结构，量子点的类原子光电特性可被优化用于特定的应用。变温光致发光光谱是一种分析含有量子点和量子阱材料的有效手段，辅助优化上述InGaAs/GaAs分子的性质。制冷一般采用两种冷冻机，一种是液氮或液氦制冷；另一种是封闭循环冷冻机，冷冻液在系统中循环。冷冻样品被激光激发，光致发光信号通过光学接口被耦合进光谱仪。

所谓光致发光（Photoluminescence简称PL），是指物体依赖外界光源 进行照射，从而获得能量，产生激发导致发光的现象。也指物质吸收光子（或电磁波）后重新辐射出光子(或电磁波)的过程。光致发光过程包括荧光发光和磷光发光。

光致发光和拉曼光谱是材料研究的重要技术手段，但样品可能具有多种形状和大小，或不易移动。采用光纤耦合、能够适合特殊样品的光学探头进行探测显得尤为重要。由Superhead光纤耦合的探头、iHR光谱仪及CCD探测器组成的模块化光致发光、拉曼测量系统，可进行在线、远程的光致发光和拉曼分析测量，大大拓展了测量系统的灵活性。

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。

使用短波红外（SWIR）相机的光致发光（PL）成像进行非接触式机器视觉检测可以帮助太阳能电池生产商提高其光伏产品的效率和质量。通过SWIR成像，可以对硅大块铸锭、切片晶圆、加工层和完整的光伏电池进行检查。PL发射发生在与半导体带隙相关的波长处，即使在以视频帧速率成像的情况下，半导体带隙对于高灵敏度、未冷却的砷化铟镓（InGaAs）相机也是可见的。这种检测技术以一个波长的高光功率照射感兴趣的物体，光子被吸收在大块材料中。在与分子结构的相互作用中，一些能量由于热量而损失，剩余的能量导致光子以更长的波长重新发射。所产生的辉光的均匀性和强度对材料的许多参数以及随后的处理步骤是敏感的。在许多情况下，材料的特性，如少数载流子寿命，可以从PL图像中映射出来，这些映射将直接关系到最终产品作为太阳能电池的性能。

由于钙钛矿具有高载流子迁移率、大的吸收系数、可调带隙和长载流子扩散长度等特性，卤化物钙钛矿太阳能电池成为目前研究热点。如何有效地将电荷载流子从器件中提取出来是太阳能电池设计中的挑战之一。为了帮助提取电荷，通常会将电子和空穴提取层合并到器件中。垂直排列的碳纳米管 (VACNTs)是目前研究较多的太阳能材料，常被用于空穴提取层。VACNTs空穴提取层的太阳能电池如图 1 所示。VACNTs 在 ITO 电极顶部以网格状图案生长，以实现改进的电荷提取，同时保持ITO/VACNTs 具备较高的光传输功能。光致发光 (PL)强度与钙钛矿中电荷载流子的数量成正比，因此对电荷转移到相邻层中很敏感。这使得基于 PL 的技术对于研究新提取层的性能非常宝贵。在本文中，空穴转移到基于 VACNT 的空穴提取层是通过使用爱丁堡仪器 RMS1000 共焦显微拉曼成像获取到的。

本文首次提出了一种新的材料，其分子式为ZrScMo2VO12。结果表明，该材料不仅在较宽的温度范围内（至少在150～823K）表现出良好的负热膨胀（NTE）性能，而且在整个可见光区域具有很强的光致发光特性。用膨胀计（高温用LINSEIS DIL L76，低温用LINSEIS DIL L75）测量相对长度变化。

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。

基于半导体材料的量子光学方案在量子密码学和量子通信应用与研究中越来越重要。在本应用说明中，我们介绍了GaAs激子极化子和InAs量子点的光谱测量。所有实验都是在4至60K的低温下进行的。

大部分单壁碳纳米管(SWNTs)的研究聚焦于单管，而对于多管束的研究甚少。根据新的研究结果表明，可以通过检测SWNTs激子研究单管和多管束的电子性质。因此利用HORIBA Scientific（Jobin Yvon光谱技术）设计生产的Nanolog模块式近红外荧光光谱仪，研究SWNTs管束间FRET的光致发光光谱，从而获得SWNT管束的电子性质。

Particle size and composition can control quantum confinement. QDs may assist deep-tissue molecular imaging in living systems, because of their near-IR and far-red fluorescence away from aqueous absorption. QDs also provide absorption coefficients much larger than typical organic dyes. The ultrasensitive FluoroMax spectrofluorometer is useful for research related to nanostructures and materials science.

建伟院士课题组利用attocube公司的低温强磁场光学显微镜（attoCFM)研究发现了二维晶体材料单层二硒化钨（WSe2)中存在的由于缺陷态引起的单光子发射现象。先，通过低温磁场下对微米尺寸单层样品的光致发光谱精细扫描成像可以发现样品某些位置存在超窄发光光谱。超快激光光致发光谱的测量研究证实了该处发光点为单光子发射。随着低温强磁场下（改变磁场，改变入射光左旋与右旋性质等实验技术）进一步对光致发光谱的表征发现在零磁场下样品存在0.71meV的能量差并且该材料中存在超大激子g参数。经过分析，该单光子发射很可能是由中性激子被缺陷态束缚在二维晶体中引起的。

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。

1、能与多个激发波长匹配2、内置数码相机设计，可实时观察样品3、可提供物镜朝下或物镜侧向的两种配置选择，便于测量侧向发光器件或放置在正置低温恒温器中的样品

CsPbBr3纳米片是以碳酸铯和溴化铅表面包裹上长碳链的有机配体形成前驱体，在溶剂热条件下(60− 180 ° C)合成的。另外，通过简单地改变铯油酸或溴化铅前驱体的加入量和加入顺序，可以实现CsPbBr3纳米片和Cs4PbBr6纳米晶之间的可逆化转变。研究中的发光测试，使用的是Fluorolog-3型荧光光谱仪。这套仪器的灵敏度、稳定性和分辨率都很高，为表征不同尺寸钙钛矿纳米片发光峰位红移提供了技术保障。

Photoluminescence between SWNTs is explained by invoking transfer of excitons via FRET between SWNTs within bundles. The HORIBA Jobin Yvon NanoLog® modular near-IR spectrofluorometer proved indispensable in analyzing such single-wall carbon nanotube samples.

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。

荧光显微镜是一种利用荧光的成像技术，通过内在发射或人工添加荧光团，以提供显微镜图像的对比。 在生物医学成像中，由于使用多种荧光标记，不同的荧光团可用于同时识别特定的目标分子和细胞结构，提供高度的特异性和选择性。在材料科学中，荧光(光致发光)显微镜可以用来观察发光纳米粒子和半导体表面缺陷的图像。

近几年来，由于聚曝吩衍生物在发光器件、光伏电池及场效应份等方而潜在应用而备受关注。要使这类新型的光电聚合物材料走向实用化，还需要一步的改善和提高它们的光电特性和效率。这些性能除了与材料本身的化学构有关外，还与聚合物的物理形貌及分子形态有着密切的关系。Ll前聚合物理形貌对光电特性的影响研究主要集中在导电性能方面，而对光学方而的研较少。本论文分别用氧化聚合法和电化学聚合法合成和制备了聚{3一(2一甲软从苯唆吩』薄膜和纳米线阵列，详细分析了它们的发光特性和机理。利用同步辐射射线近边吸收技术(NEXAFS)，分析了不同电负性的取代基对聚咪吩电J气结和分子取向的影响。取得的结果包括以下几个方面:(1)通过格氏反应合成了3一(2甲氧基苯)唆吩，再用FeCI3作催化剂氧化合了聚〔3一(2一甲氧基苯)唾吩』(PMP-Th)。热重分析表明聚合物在400℃刁‘现失重现象，具有较高热稳定性。聚合物的最大发光波长为687nln，带较窄，是较好的近红外发光材料。X射线衍射技术证明聚合物内有微区，这可能是由分子的局域有序排列造成的。(2)以高纯铝为原料，分别在草酸溶液和硫酸溶液中，采用二次阳极钱化法制备了孔洞高度有序的阳极氧化铝(AAO)模板。通过改变制各条件，获了孔径在30tun一80nm，孔密度为一10’。孔/cm，的一系列氧化铝模板。用上自制的不同孔径的多孔氧化铝为模板，采用循环伏安法，制备PMP-Th的纳米线阵列，纳米线的直径与模板的孔径大小相当，纳米线长度可通过控制电量来调控。结果证明循环伏安法电化学技术与模板相结合是制备一维聚合物纳米阵列的有效方法，易于调控纳米线的长和维度。(3)分析研究了各种直径的PMP一Th纳米线阵列在由草酸溶液中制得的AA模板中的发光特性，与PMP一Th薄膜的发光光谱相比，纳米线阵列的发波长都有较大蓝移，强度显著增强。纳米线阵列的发光显示显著的尺依赖性，随着AAO孔径由80lun减小到60nm，发光波长逐渐从58On蓝移至560lun，当孔径从60nln减至40tun时，发光峰从56Onm红移580tun。经过红外光谱分析和对分子环境的比较探讨发现发光潜的蓝移摘要由模板的孔洞限制效应引起的，小孔径中发光的红移是聚合物分子有序取向使有效共辘程度增加带隙能降低导致的。结合聚合物薄膜和从O的吸收光谱和光致发光激发谱，对光强增强的机理进行了探讨，认为光强增强是由AAO与聚合物分子间的能量转移造成的，光强随孔径减小而降低是给体的发光谱与受体的吸收谱搜盖度降低以及分子有序堆积使荧光效率降低的结果。(4)分别比较了PMP一Th纳米线阵列和聚(3一澳代唾吩)(PBr一Th)纳米线阵列在硫酸溶液中制得的AAO(S-AAO)和草酸溶液中制得的从O(C一AAO)中的发光特性，发现PMP一Th纳米线阵列在S一AAO中的发光峰位和强度的尺寸依赖性与C-AAO一致，说明PMP-Th线阵列在从O的发光特性与AAO孔壁的化学环境无关，也进一步说明了PMP一Th纳米与AAO之间没有化学反应。与PMP一Th在C.AAO和S一AAO中的发光特性显著不同的是，PB卜Th纳米线在C.AAO和S一AAO中的发光强度相比于薄膜PB卜Th的光强大大降低，这可能是PB卜Th分子在模板中的取向度较高或者是PB卜Th与AAO有较复杂的相互作用造成的。与PMP一Th纳米线相同的是PB卜Th在两种模板里的发光波长的尺寸依赖性是一致的。因此对这一体系的研究还需要进一步的深入和扩展。(5)利用同步辐射NEXAFS技术，分析了PMP一Th和PB卜Th的电子结构，通过分析角分辨NEXAFS谱，确定了PMP一Th分子和PB卜Th分子在R片电极上的分子取向:PB卜Th分子链“倾斜”于金属表面，而PMP-Th由于甲氧基苯的位阻和电子效应的双重影响表现为无序。

在光电领域，量子产率（PLQY）是一项至关重要的参数。对于那些对此领域充满热情和挑战的研究者来说，选择一款可靠、精细、易于操作的光致发光量子产率量测系统就显得至关重要。光焱科技Enlitech研发的LQ-100X-PL就是为满足这些需求而生，LQ-100X-PL适用的研究领域广泛，包括荧光粉、LED荧光材料、OLED荧光材料、钙钛矿、雷射染料、钙钛矿量子点粉末与单晶、PbS量子点等。

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。

上转换发光材料由于其短波激发长波发射的特性，再加上其寿命长、潜在生物毒性低、可制备成纳米颗粒的特点，具有非常丰富的应用前景，其在生物成像、荧光示踪、太阳能电池转换、上转换激光、防伪、3D成像等方面均有报道其应用

近中红外光广泛应用于光纤通信、医疗、遥感探测、说环境监控等应用领域，高效、稳定、紧凑的近中红外光光源是这些应用得以实施的基础。近中红外发光玻璃是制备近中红外光光源的核心材料，但是玻璃中含有的羟基是近中红外发光的淬灭中心与光吸收损耗的主要原因。怎样降低玻璃中的羟基含量成为提升近中红外发光玻璃的发光效率并降低光吸收损耗的重要方法。利用鼓泡法向玻璃液中通入去羟基试剂是目前降低玻璃中羟基含量的主要方法，但这种方法并不适合于所有基质玻璃材料，如掺铋发光玻璃、硫氧化物玻璃等，所以研究开发新的去羟基方法有利于开发新的近中红外发光材料，并开拓近中红外光的应用领域。

上转换发光材料(Upco n v e r s i o n p h o s p h o r smaterial,UPM) 是一类在长波长激发下发射短波长光的材料，其特点是所吸收的光子能量低于发射的光子能量。由于使用红外光作为激发光源，此类材料在防伪标记、激光探测和立体显示上的用途已经广为人知。最近几年来, 科学家们又发现上转换发光材料有不易发生光漂白和发光强度高等优点, 用在生物标记中可以大大提高检测灵敏度和线性范围，因此上转换发光材料的荧光发射光谱是表征其性能的一个重要指标，具有非常重要意义。PerkinElmer 公司的LS-55 荧光光谱仪连接激光做光源的荧光分析方法能够准确的测试上转换材料的荧光发射峰，测试结果良好，为上转换材料的发光表征提供了完美的解决方案。该方法操作简单，使用方便，成本低廉，能够满足绝大多数样品的测试，并且易于拆卸，也能满足常规样品的测试，是一个非常实用的解决方案。

RF-6000荧光分光光度计具备固定激发发射波长、同步光谱、时间扫描及高速三维荧光光谱采集等功能，可进行超高灵敏度和宽动态范围的荧光光谱和生物发光、化学发光、电致发光光谱测量，并能直接测量绝对荧光量子效率。

在本申请说明中，介绍了通过JASCO分光光度计评估发光颜色和显色性的方法，用于LED、有机EL和PDP显示器的开发。此外，还介绍了一种使用相同系统评估液晶显示器（LCD）颜色的方法。关键词：V-650/660/670，紫外可见/近红外，VWLU-788光色测量/分析程序，ELM-742外光源光纤，光色，材料

采用立陶宛Ekspla研制的NT342B-SH型纳秒可调谐光学参量发生器输出的6 ns脉宽365nm波长的激光，激发Eu2+掺杂碱土金属氢化物氯化物AE7H12Cl2（Ae=Ca和Sr）样品，观察记录了其光致发光光谱。

PL and PLE spectra of a GaN sample at various temperatures.?