To tylko jedna z 18 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
3.
LUMINESCENCJA.
WYZNACZENIE
WYDAJNOŚCI
KWANTOWYCH
FLUORESCENCJI
1. Wprowadzenie
Luminescencją nazywana jest kaŜda emisja promieniowania, która nie jest świeceniem
ciał ogrzanych do wysokich temperatur. Luminescencja zachodzi z elektronowo oscylacyjnie wzbudzonej cząsteczki będącej w równowadze termicznej z otoczeniem. RóŜne
rodzaje luminescencji związane są z róŜnymi sposobami dostarczania energii wzbudzenia.
Fotoluminescencją nazywamy emisję atomów lub cząsteczek, które po zaabsorbowaniu
promieniowania ultrafioletowego, widzialnego lub podczerwonego o odpowiedniej energii
powracają do stanu podstawowego.
Schemat procesów fotofizycznych, związanych z absorpcją i emisją promieniowania w
cząsteczkach wieloatomowych o podstawowym stanie singletowym (S0), przedstawiono na
diagramie, nazywanym od nazwiska jego twórcy, diagramie Jabłońskiego (por. rys. 1).
Rys. 1. Diagram Jabłońskiego dla cząsteczki o singletowym podstawowym
stanie elektronowym. Strzałki proste oznaczają przejścia promieniste,
strzałki faliste – przejścia bezpromieniste
1
Na rys. 1 elektronowe przejścia promieniste zaznaczono strzałkami prostymi, elektronowe
przejścia bezpromieniste falistymi strzałkami poziomymi, procesy zaś relaksacji oscylacyjnej,
tj. utraty nadmiaru energii oscylacyjnej w danym stanie elektronowym, falistymi strzałkami
pionowymi. Literą k z odpowiednimi indeksami oznaczono stałe szybkości promienistych i
bezpromienistych przejść elektronowych i mają one wymiar [s–1].
Fotoluminescencja, która powstaje w wyniku przejścia z najniŜszego poziomu
oscylacyjnego wzbudzonego stanu elektronowego S1 na dowolny oscylacyjno-rotacyjny
poziom stanu podstawowego S0. (por. przejście S1→S0 rys. 1) nazywana jest fluorescencją.
Bezpromieniste przejście elektronu z poziomu S1 do metastabilnego poziomu trypletowego
T1 powoduje pojawienie się emisji związanej z przejściem elektronowym T1 → S0, przesuniętej
ku dłuŜszym falom w stosunku do fluorescencji S1 → S0, zwanej fosforescencją, (por. rys. 2).
Rys 2. Względne połoŜenia widm: A – absorpcji, B – fluorescencji, C – fosforescencji.
Przejścia bezpromieniste pomiędzy stanami elektronowymi o jednakowej krotności
(S2~~S1, T2~~T1) nazywamy konwersją wewnętrznej, natomiast przejścia bezpromieniste,
które zachodzą pomiędzy stanami o róŜnej krotności (S1 ~~ T1 i T1 ~~ S0 na rys. 1)
nazywamy przejściami międzysystemowymi. Wymienione przejścia bezpromieniste następują
wówczas, gdy wielowymiarowe hiperpowierzchnie energii potencjalnej odpowiednich stanów
elektronowych dostatecznie zbliŜają do siebie w otoczeniu pewnego punktu albo nawet
przecinają się ze sobą, a konwersja zarówno S1 ~~S0 (T2 ~~ T1), jak i S1~~T1 (T1~~S0)
zachodzą bez zmiany konfiguracji i pędów jąder. Przejście cząsteczki ze stanu S1 na wysoki
poziom oscylacyjny stanu S0 jest równoznaczne z zamianą jej energii wzbudzenia
elektronowego na energię oscylacji w stanie niewzbudzonym. Energia ta zostaje następnie
odprowadzona przez zderzenia z innymi cząsteczkami w
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)