光致发光(PL)光谱-完整版

PL光谱（Photoluminescence Spectroscopy）和荧光光谱（Fluorescence Spectroscopy）在某些情况下可以互换使用，但严格来说它们之间有一些区别。

荧光光谱：
荧光光谱通常是指材料吸收了特定波长的光子后，电子从低能级跃迁到高能级，在返回低能级时释放出比入射光更长波长的光的过程。

这种现象是由于物质内部能量状态的变化引起的，并且需要一个外部光源来激发。

荧光光谱仪用于测量激发光谱、发射光谱、峰位、峰强度等信息，这些信息可以帮助了解分子或晶体结构以及其动力学性质。

PL光谱：
PL光谱则是指“光致发光”（Photoluminescence），它也是通过照射待测物体产生激发态粒子，然后激发态粒子自发地回到基态并释放出光子的过程。

然而，术语PL光谱常常特指半导体材料中的这一过程，特别是在研究半导体中缺陷和载流子行为的时候。

在实践中，两者之间的主要区别在于应用领域和技术细节。

荧光光谱更多地应用于生物医学、化学等领域，而PL光谱则常用于物理学和材料科学，特别是对于半导体的研究。

然而，这两者的基本物理原理是一样的：都是基于受激辐射导致的发光现象。

pl光致发光光谱测试条件一、测试目的光致发光（PL）光谱测试是一种用于研究材料发光特性的重要手段。

通过PL光谱测试，可以了解材料的发光性质、能级结构以及材料内部的缺陷和杂质等信息。

本测试条件旨在规范PL光谱测试的实验操作流程，确保测试结果的准确性和可靠性。

二、测试原理光致发光（PL）光谱是材料在吸收光子后，将能量转化为荧光发射的现象。

PL 光谱反映了材料内部能级结构、缺陷和杂质等信息。

通过对PL光谱的分析，可以了解材料的发光性质、能级结构以及材料内部的缺陷和杂质等信息。

三、测试条件1. 样品准备（1）样品应具有代表性，能够反映材料的整体性能。

（2）样品应清洁、干燥，无杂质和污染物。

（3）样品尺寸应适中，以便于测试和观察。

2. 测试环境（1）实验室温度应保持在20±5℃。

（2）实验室湿度应保持在50±5%。

（3）实验室应保持清洁、无尘，避免影响测试结果。

3. 光源选择（1）选择合适的激光光源，确保其波长、功率和稳定性满足测试要求。

（2）激光光源的波长范围应覆盖样品发光的主要波段。

4. 样品处理（1）对于固体样品，应将其研磨成粉末或薄片，以便于测试。

（2）对于液体样品，应将其稀释至适当浓度，以便于测试。

5. 测试参数设置（1）设置合适的激发波长和发射波长范围，以便于捕捉样品的PL光谱。

（2）设置合适的扫描速度和步长，以便于获得准确的PL光谱。

6. 数据处理与分析（1）对获得的PL光谱进行去噪、平滑等处理，以提高数据质量。

（2）对PL光谱进行拟合和分析，提取发光峰位、强度等信息。

四、注意事项1. 在进行PL光谱测试前，应对样品进行充分的了解和研究，以便选择合适的测试条件和方法。

2. 在测试过程中，应注意保护眼睛和皮肤，避免长时间暴露在激光光源下。

3. 在数据处理和分析过程中，应注意数据的准确性和可靠性，避免误导实验结果。

光致发光光谱技术的认识、应用及改进孙奇 2014物理学2015、4、211、光致发光光谱技术的背景介绍在我们周围,光致发光就是一种很普遍的现象。

常用的日光灯就属于光致发光的一种,它就是利用汞蒸气放电产生的紫外光激发涂覆在灯管壁上的发光物质而发出可见光的。

简单地说,光致发光(PL)就是发光材料吸收光子(或电磁波)后,重新辐射发出光(或电磁波)的过程。

这种过程与材料的结构、成分及原子排列等密切相关。

•紫外光、可见光甚至红外辐射都可以作为激发光,引起光致发光。

•所发出的光,根据弛豫时间的不同,可分为荧光、磷光与上转换发光。

从分子电子结构上解释,荧光就是电子从单线态第一激发态返回到基态时释放的光,具有很短的发光寿命(约1~100 ns),而磷光就是电子从三线态第一激发态返回基态时释放的光,具有较长的发光寿命(约0、1~1000ms)。

当系间窜越的速率小于荧光跃迁速率时,激发态全部以荧光形式辐射回到基态,因而只有在低温条件下,才可以检测到磷光发光。

本文中如未特别指出,所介绍的光致发光都属于荧光发光。

图1、光致发光过程中的光子吸收与能量转移过程。

在实验测试中,荧光发光光谱包括激发谱与发射谱两种。

激发谱就是使用不同波长激发光测试发光材料在某一波长处荧光强度的变化情况,即不同波长激发光的相对效率;发射谱则就是在某一固定波长激发光作用下的荧光强度在不同波长处的分布情况,即荧光中不同波长的光成分的相对强度。

一般情况下,光致发光光子的能量小于激发光子的能量(斯托克斯位移),在特定条件下发射光子的能量也可以超过激发光子的能量(反斯托克斯位移)。

由于光致发光(荧光或磷光)的特点就是宽激发窄发射,所以测试时,需要选取一个能反映出所测材料发光效率的激发光波长。

激发光波长的选择一般没有定论,简单而常用的方法有两种:1)激发谱:将荧光发光峰波长固定为发射波长(EM),然后做激发波长(EM)扫描,激发波长范围要小于发射波长。

一般选取激发谱最高峰位置对应的波长作为激发光波长。

光致发光光谱光致发光光谱（Photoluminescence，简称PL）是指物质在有一定波长激发光照射下，发出更长波长的发光，从而把激发光和发光光结合起来，形成一种特殊的光谱现象。

这种光谱现象不仅可以揭示物质内部电子跃迁过程，而且还可用来探测物质表层的结构特性，为物质结构分析提供重要的技术条件。

1.致发光光学原理光致发光是一种物理现象，它的形成促使数个电子从它们的能级转变到另一个能级，在此过程中，释放出辐射，这种辐射就是光致发光光谱。

首先，激发光照射到物质表面，产生电子从低能级转移到一个更高的能级，即称为有效光激发。

而这些激发后的电子只能在这个能级停留一段很短的时间，然后又返回到原来的能级，并释放出光子，即为发光回复过程。

这些发出的光子就是光致发光光谱。

2.致发光光谱的应用光致发光光谱具有无损检测的优点，已经在材料结构分析、化学鉴定、有毒和有害气体检测、农业生态等领域发挥着重要作用。

此外，光致发光光谱也可作为非线性光学分析的基础，在非线性增强型激光膜、生物分子识别、荧光对明仪器等研究中也发挥着重要作用。

3.致发光光谱分析技术光致发光分析仪（PL）是一种用于光致发光光谱分析的仪器，它能够实现多种物质表层的结构特性的探测，也能够反映物质内部电子跃迁的过程。

其中，有时间解析光致发光（Time-Resolved PL）和实时光致发光（Real-Time PL）两种分析技术。

时间解析光致发光可以提供物质内部电子跃迁的过程的完整情况，如电子的促迁时间、电子与激发光的相互作用等；实时光致发光则能够更快速、更准确地探测物质表层的结构特性，如晶体结构变化、微结构变化、电子结构变化等。

结尾光致发光光谱是一种特殊的光谱现象，它可以揭示物质内部电子跃迁过程，也可以用来探测物质表层的结构特性。

它已经发挥着重要的作用，在材料结构分析、化学鉴定、有毒和有害气体检测、农业生态等领域。

并且，光致发光分析仪（PL）也可以作为非线性光学分析的基础，运用时间解析PL和实时PL来探测物质内部电子跃迁的过程及表层结构特性。