簡介

由于磷光LED物質(zhì)的發(fā)光量子產(chǎn)率高于熒光LED物質(zhì),，目前對(duì)率磷光 LED 物質(zhì)的合成及光學(xué)特性研究是材料科學(xué)的一個(gè)熱門課題,。磷光的量子產(chǎn)率和磷光壽命均為磷光LED物質(zhì)研發(fā)中zui為重要的因素。為計(jì)算磷光壽命,，向分子照射激發(fā)光,，使其達(dá)到激發(fā)狀態(tài)，然后在阻斷激發(fā)光的狀態(tài)下,，檢測(cè)磷光的持續(xù)時(shí)間.用Thermo Fisher的Lumina熒光分光光度計(jì)時(shí)間掃描功能,，可檢測(cè)分子被激發(fā)后磷光隨時(shí)間減少的程度，將通過上述功能獲得的磷光衰變曲線優(yōu)化為指數(shù)衰變曲線,，能求得磷光壽命,。在本實(shí)驗(yàn)中，檢測(cè)磷光L E D 物質(zhì)合成的前驅(qū)物質(zhì)SrAl2O4 : Eu, Dy和白色磷光物質(zhì)的光譜,，并檢測(cè)zui大激發(fā)波長和發(fā)射波長下的磷光衰變曲線,，通過優(yōu)化處理，確定磷光壽命,。

試劑 & 儀器

1.固體樣品支架

2.粉末樣品池

3.磷光 LED 物質(zhì)（SrAl2O4 : Eu, Dy)

4.白色磷光物質(zhì)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

波長 (nm)

圖 1. SrAl2O4:Eu, Dy的發(fā)射光譜(---)和阻斷激發(fā)光束后150 ms 時(shí)呈現(xiàn)的磷光光譜

圖1為利用Lumina WaveScan模式檢測(cè)到的SrAl₂O₄:Eu,Dy發(fā)射光譜和阻斷激發(fā)光束后150ms時(shí)利用磷光模式檢測(cè)到的磷光光譜,。本實(shí)驗(yàn)中使用的激發(fā)波長為370nm。檢測(cè)發(fā)現(xiàn),，樣品的發(fā)射及磷光中心波長約520nm,，屬于綠色發(fā)光體。為檢測(cè)本樣品的磷光壽命,，利用白光使樣品達(dá)到激發(fā)狀態(tài)后,，檢測(cè)520nm波長下發(fā)射光的強(qiáng)度變化（圖2）。利用以下公式求得磷光壽命,，優(yōu)化圖2中所示的發(fā)射光強(qiáng)度隨時(shí)間減少的曲線,，獲得樣品的磷光壽命。

                            時(shí)間 (min)

在這里y⁰代表沒有激發(fā)光下的發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度,x⁰代表檢測(cè)發(fā)射信號(hào)的開始時(shí)間，A代表當(dāng)時(shí)的發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度,，x和t代表發(fā)射壽命.本樣品具有一個(gè)以上的發(fā)光等級(jí),，為對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，采取三階曲線擬合,。經(jīng)上述處理后,，優(yōu)化曲線的發(fā)射壽命(t)和發(fā)光殘存率（%）分別為t1=3.1s(67%)、t2=25.3 s (29%),、t3=293.6s (4%),。接下來，檢測(cè)了白色磷光體的發(fā)射光譜和磷光壽命,，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)白色磷光體的磷光壽命短于SrAl₂O₄:Eu, Dy,。

時(shí)間 (min)

圖 3. 利用340nm激發(fā)波長獲取的白色磷光體發(fā)射光譜和阻斷激發(fā)光束后150 ms時(shí)的磷光光譜在圖3中，黑色曲線為Lumina WaveScan 模式下檢測(cè)到的發(fā)射光譜,，紅色曲線為阻斷激發(fā)光束后150 ms 時(shí)以磷光模式檢測(cè)到的磷光光譜,。

在圖3中，黑色曲線為Lumina WaveScan 模式下檢測(cè)到的發(fā)射光譜,，紅色曲線為阻斷激發(fā)光束后150 ms 時(shí)以磷光模式檢測(cè)到的磷光光譜,。

如圖3所示，檢測(cè)到藍(lán)色（約 400 nm 區(qū)域）,、綠色（約 540 nm 區(qū)域）,、紅色（約 650 nm區(qū)域）三種顏色發(fā)光帶。為確認(rèn)樣品的磷光壽命,，如圖4所示,，利用時(shí)間掃描方法獲取發(fā)射光強(qiáng)度隨時(shí)間變化的曲線，并對(duì)該曲線進(jìn)行三階指數(shù)衰減曲線擬合,。

時(shí)間 (min)

圖 4. 白色磷光體的磷光衰減曲線（激發(fā)波長：白光,、磷光波長：540 nm）經(jīng)優(yōu)化處理后，可確認(rèn)磷光壽命分別為 t1 = 100 ms (82%),、t2 = 2538 ms(14%),、t3 = 29202 ms (4%)。

總結(jié)

本實(shí)驗(yàn)中,，利用Lumina  WaveScan  模式檢測(cè)了磷光LED物質(zhì)的磷光光譜,，再利用時(shí)間掃描模式，以數(shù)秒至數(shù)毫秒為單位,，檢測(cè)磷光強(qiáng)度隨時(shí)間的變化,，然后通過指數(shù)衰減曲線擬合求得樣品的磷光壽命。