Le système comprend un spectromètre, une sphère d'intégration avec une source de rayonnement calibrée, une source de lumière laser, des fibres optiques et des accessoires. Le spectromètre LiSen Optics a un rapport signal / bruit élevé, une faible lumière parasite et une large plage dynamique, ce qui le rend adapté pour mesurer différentes longueurs d'onde et intensités d'excitation et d'émission de lumière. Le système comprend également un logiciel de test puissant et dédié, qui est simple à utiliser et facilite des processus de test rapides et pratiques.

Le système iSpecRad-PQY prend en charge la mesure d'échantillons de poudre, de film mince et de liquide, et est applicable dans des domaines tels que les complexes organométalliques, les sondes fluorescentes, les matériaux PV sensibilisés aux colorants, les matériaux OLED, les luminophores LED, etc.

Principe de base

Le diagramme d'énergie d'absorption et d'émission pour la fluorescence et la phosphorescence

Le diagramme d'énergie pour les processus d'absorption et d'émission de fluorescence et de phosphorescence décrit les niveaux d'énergie électronique des molécules organiques typiques et les transitions électroniques entre ces niveaux. S0, S1 et T1 représentent respectivement l'état fondamental, le singulet le plus bas et le triplet le plus bas. Après la photoexcitation, les molécules à l'état excité peuvent revenir à l'état fondamental par divers processus radiatifs (impliquant l'émission de lumière, comme la fluorescence et la phosphorescence) et non radiatifs (conversion interne et croisement intersystème). Les processus radiatifs et non radiatifs se font concurrence.

Le diagramme d'énergie d'absorption et d'émission pour la fluorescence et la phosphorescence explique le processus des transitions électroniques dans les molécules organiques ordinaires. Les niveaux d'énergie S0, S1 et T1 représentent respectivement l'état fondamental, l'état singulet le plus bas et l'état triplet le plus bas. Après la photoexcitation, les molécules à l'état excité peuvent revenir à l'état fondamental via plusieurs chemins de transition, y compris des processus radiatifs (comme la fluorescence et la phosphorescence) et des processus non radiatifs (conversion interne et croisement intersystème). Ces processus radiatifs et non radiatifs se font concurrence.

La photoluminescence (PL) fait référence au phénomène où un matériau absorbe des photons (ou des ondes électromagnétiques) et réémet des photons. Ce processus comprend à la fois des émissions de fluorescence et de phosphorescence. Mécaniquement quantique, ce processus peut être décrit comme le matériau absorbant un photon pour passer à un état excité plus élevé, puis revenant à un état d'énergie plus faible, émettant un photon dans le processus. La photoluminescence est une forme de fluorescence.

Dans la recherche actuelle sur les matériaux photoluminescents, le calcul de l'efficacité quantique de fluorescence est crucial car il reflète la capacité d'émission de lumière des matériaux. L'efficacité quantique de fluorescence, également connue sous le nom de rendement quantique de fluorescence ou d'efficacité de fluorescence, est une caractéristique importante. Typiquement, le rendement quantique est calculé en exposant d'abord un récipient vierge à la lumière d'excitation pour obtenir le nombre total de photons. Ensuite, un échantillon est placé dans le récipient et exposé à la lumière d'excitation pour déterminer le nombre de photons non absorbés et de photons émis. Le rendement quantique absolu de photoluminescence (PLQY) est calculé par le rapport des photons émis (dans la zone verte)

aux photons absorbés (dans la zone bleue) par unité de temps (seconde), exprimée par :

Photoluminescence

Il existe deux méthodes pour mesurer le rendement quantique d'un échantillon

1. Mesure du rendement quantique relatif : Nécessite un matériau standard avec un rendement quantique connu pour référence. Le rendement quantique de l'échantillon est calculé en comparant l'absorbance et la fluorescence du matériau standard et de l'échantillon. Cette méthode ne s'applique qu'aux échantillons liquides.

2. Mesure du rendement quantique absolu : Ne nécessite pas d'échantillon standard pour la comparaison et est largement applicable aux échantillons de liquides, de films et de poudres. Cette méthode consiste à utiliser un accessoire de sphère d'intégration ; la surface intérieure de la sphère d'intégration est généralement recouverte de matériaux hautement réfléchissants comme le sulfate de baryum ou polytetrafluoroethylene (PTFE). La lumière d'excitation ou la lumière émise dans toutes les directions de la surface de l'échantillon est homogénéisée par la sphère d'intégration avant de sortir et d'être détectée par un spectromètre.

Méthode pour tester le rendement quantique de fluorescence absolue

Applications typiques

● Photoluminescence inorganique et organique

● Mesure des complexes organométalliques et des composés de coordination

● Matériaux PV sensibilisés aux colorants, matériaux OLED

● Mesure de l'efficacité quantique des luminophores LED et EL organiques

● Mesure de l'efficacité quantique d'échantillons de films pour la fluorescence par transmission / fluorescence par réflexion (échantillons de phosphore fluorescent sans contact, etc.)

● Mesure de fluorescence des points quantiques, des sondes fluorescentes (sondes), des biomatériaux, des composés d'encapsulation, etc.

● Mesure de l'efficacité quantique des cellules solaires sensibilisées aux colorants

Accessoires