發光猝滅

使發光被削弱或甚至完全消失的現象稱為猝滅。可分為:溫度猝滅;猝滅劑猝滅,濃度猝滅。

基本介紹

  • 中文名:發光淬滅
  • 外文名:quenching
概念解釋,起因,現象,

概念解釋

使發光被削弱或甚至完全消失的現象稱為猝滅。常見的引起猝滅的因素有:發光體的溫度上升,這時引起的或加強的猝滅,稱為溫度猝滅;一定類型雜質的摻入,也可引起猝滅,這類雜質叫做猝滅劑,發光體中的缺陷也可引起猝滅,和猝滅劑統稱為猝滅中心;發光中心濃度的增高,也可使猝滅中心的作用加強,形成濃度猝滅。

起因

猝滅現象的起因是發光中心或猝滅中心和晶體中原子振動的相互作用,也就是說激發能量未被用來發光,而被用來引起原子振動,即點陣的振動。

現象

在發光中心內部,從激發態到較低能態的輻射躍遷幾率和這兩個能級間的能量差和三次方成正比,而無輻射躍遷幾率則取決於中心和點陣振動之間相互作用的強弱,只有當這個相互作用的能量和能級之間能量之差相近時,才發生無輻射躍遷。所以,無輻射躍遷的幾率隨著能級之間能量差的增大而減小。在常用的晶體中,三價稀土離子和點陣之間的相互作用小,無輻射躍遷只能在能量差不超過幾個聲子的能量的能級之間發生。而當發光中心與點陣環境之間有強相互作用的情況,即用位形坐標曲線表示的激發態與基態有交叉的情況,在能量差較大的能級間仍可出現無輻射躍遷;而當溫度升高時,點陣振動能量提高,中心的激發態達到交叉點C的幾率增大,猝滅現象增強,出現溫度猝滅(見圖)。當吸收引起的激發使中心達到位形坐標的激發態曲線中交叉點以上位置,中心弛豫時經過交叉點也會引起猝滅。
發光猝滅
在有猝滅中心存在的情況下,猝滅的發生也由於從發光中心向猝滅中心的能量傳遞。濃度猝滅主要通過猝滅中心,隨著發光中心濃度的增高,能量在中心之間的傳遞速率變快,使發光中心靠近猝滅中心的幾率變大,激發能量被後者奪去的幾率也變大,猝滅加強。在分子發光中有時因為分子的聚合,使發光光譜改變,原來的發光的強度變弱而把能量轉移到了長波區,也可表現為濃度猝滅。
在半導體發光過程中,除去上述各種可能外,載流子在輸運中被猝滅中心俘獲,也是一種重要的猝滅途徑。
由於猝滅可以縮短發光餘輝,曾被用來區分發光(有餘輝,可被猝滅)及其他非平衡輻射 (無餘輝,不能猝滅),發現了切倫科夫效應。技術上利用它製造了超短餘輝的發光材料。但猝滅對發光效率總是非常有害的。

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