電子科技大學光電信息學院本科教學試驗指導書〔試驗〕課程名稱：發光原理根底電子科技大學教務處制表試驗一、材料的光致發光爭論一、 試驗目的：1、了解發光材料的激發和放射過程2、把握用熒光分光光度計測量發光材料激發光譜和放射光譜的測量方法二、 試驗原理：電磁輻射時，僅伴隨極少量的熱輻射，因此與熱輻射發光具有本質的區分。發光材料由基質和激活劑〔發光中心〕Al2O3：C3+23E3+A2O3Y

。發光物質可以被多種形式的能為發光材料爭論的重要手段。發光物質的發光過程中的光吸取、輻射躍錢、無輻射躍遷、能量傳輸等主要過程可以用位形坐標模心的位形坐標模型，下部那條拋物g表示系統處于最低能態即基態時的能量與位形的關系。拋物線的

2 31：位形坐標最低點表示離子處于平衡位置時的能量。假設將金屬離子與配位體當作一個諧振子，其振動總能量為Evv

1) ，其中，v是諧振量子數，v=0，1，2，…正2整數；ν是諧振子的振動頻率。在確定零度時，在最低振動能級v 0時系統最00

點。發光中心占據基態最低振動能級，中心離子四周的配位體在00

的位置上作平衡振動。在較高圖2圖2：位形坐標圖中在兩個發生相對位移的拋物線間的光吸取躍遷所引起的寬帶吸取示意1中上部那條拋物線e就表示系統處于激發態時的狀況，它的拋物線位移了ΔR。光吸取的躍遷從最低振動能級開頭，因此，00

處，此處的振動波0能性較小，躍遷還有可能從比RR開00R>R時000

時，則相反。0〔激發態離等于激發態的平衡距離。位形坐標的變0化為ΔR，該過程稱為弛豫作用。通常在弛豫過程中沒有放射。從激發態的最低振動能級系統可以自躍遷表現為寬帶放射。通過放射，中心回到基態的高振動能級然后再次弛豫回到基態的低振動能級。由于存在弛豫過程，放射譜峰要比吸取譜峰處于更低的能量區域。激發帶的最大值和放射帶的最大值之STOKES位移。明顯，ΔR越大，STOKES位移越大，吸取、放射帶越寬。紫外光激發熒光粉發光是爭論發光材料發光性能和發光中心在基質晶格中能級970CRT熒光分光光度計來爭論發光材料的激發光譜和放射光譜。970CRT熒光分光光度計的光學系統從功能上劃分可分為兩大局部〔4所示，即激發光路和放射光強度呈正比。

4、970CRT工作原理簡圖信號輸出發射檢測光路部分光電倍增管光柵單2樣品光柵單色儀信號輸出發射檢測光路部分光電倍增管光柵單2樣品光柵單色儀1氙燈激發光路局部也可以測量發光材料的放射光譜。三、 試驗儀器與材料：1、970CRT熒光分光光度計；2、熒光粉；3、硝棉溶液；4、玻片；5、退火爐。四、 試驗步驟A、試驗預備1、取少量熒光粉與硝棉溶液混合制成熒光粉漿；2、將熒光粉漿涂敷在玻璃基片上3、將涂敷了熒光粉漿的玻片放入退火爐，升溫至450℃，保溫30min，使硝棉分解4、從退火爐中取出玻片，冷卻后放入970CRT熒光分光光度計樣品室5、按操作規程依次翻開氙燈電源、主機電源、打印機電源、監視器電源和計算機電源6、初始化完成后點擊圖譜掃描快捷鍵進入圖譜掃描B、預掃描1、點擊參數設置按鈕設置掃描參數如下：掃描方式：EMEX200~400nm范圍內設定；EM掃描范圍：400~800nm靈敏度：6；EX縫寬：2；EM縫寬：5；2、按掃描鍵按鈕開頭掃描，此時，紅燈亮、綠燈滅，掃描完成后保存圖譜。3、依據掃描狀況，調整靈敏度和狹縫寬度使輸出圖譜強度適宜。4EXEM掃描。5、掃描完成后翻開圖譜，找動身射峰的位置，打印輸出。C、激發光譜掃描1EX掃描，EM波長設置為放射峰的波長值，EX200~400nm2、掃描完成激發光譜測量，打印輸出D、放射光譜掃描1EM掃描，EX設定為激發光譜峰值波長，EM波長范圍400~800nm2、掃描完成激發光譜掃描，打印輸出。E、激發光譜內不同波長激發光的放射光譜1EXEM掃描2、翻開圖譜，打印輸出F、放射光譜內不同波長放射光的激發光譜1EMEX掃描2、翻開圖譜，打印輸出GSTOKES位移計算為峰值波長和放射光譜為峰值波長線，打印輸出Ｈ、完畢試驗1、按開機相反挨次關閉儀器電源。2、取出樣品。五、 試驗報告：、記錄發光材料的涂敷過程，尤其留意焙燒過程中熒光粉薄膜的變化，并分析其緣由；2、比較不同激發光波長激發下熒光粉的放射光譜以及不同放射光波長時激發光譜的狀況；取最大峰值波長計算stokes位移。六、 留意事項1、熒光分光光度計屬于周密光學儀器，使用中嚴禁拍打和猛烈震驚2、氙燈點燃和關閉時會產生高壓脈沖，在系統工作過程中制止關閉氙燈電源。3、樣品室請勿長時間翻開，以免灰塵玷污光學元件。試驗二、發光材料的溫度猝滅特性一、 試驗目的：1、把握固體發光材料的溫度猝滅特性；的時間掃描功能的使用。二、 試驗原理：4eg的無輻射躍遷過程，它對中心的發光有猝滅作用，降低材料的發光效率。B點處不是失去振動能而是得到更多的振動能ΔE到達e上的FFDA曲線無輻射馳豫到基態的ABF點高，猝滅就更簡潔發生了。較高的溫度才能使發光中心獲得能點躍遷概率與exp(1eE/kT)成正IT系可由下式表達：II0

eE/kT)該模型解釋了發光的溫度猝滅粉的溫度猝滅特性。三、 試驗儀器與材料：1、970CRT熒光分光光度計；2、熒光粉；3、硝棉溶液；4、玻片；5、退火爐；6、PID溫度把握儀。四、 試驗步驟1、依據試驗一步驟測量熒光粉薄膜的激發光譜與放射光譜，確定激發光譜與放射光譜的峰值波長。2、用軟件的“toλ”功能，設定激發光與放射光的波長。3、翻開圖譜掃描，進展參數設置，修改掃描設置為時間掃描以及激發與發射光的波長4PID5度/分鐘5、記錄顯示溫度，同時開頭圖譜掃描6、掃描完畢后記錄顯示的溫度，關閉加熱電源及溫控電源。7、保存圖譜后翻開圖譜，移動鼠標，讀出不同時間的相對發光強度。8、打印輸出后按關機步驟關閉分光光光度計。五、 試驗報告：11分鐘記錄加熱溫度，以圖表與曲線形式給出；2、給動身光強度隨時間變化的曲線3、依據記錄的溫度時間關系以及發光強度-時間關系變換動身光強度-溫度關系，以圖表與曲線形式給出4、分析發光強度-溫度關系六、 留意事項1、熒光分光光度計屬于周密光學儀器，使用中嚴禁拍打和猛烈震驚2、氙燈點燃和關閉時會產生高壓脈沖，在系統工作過程中制止關閉氙燈電源。3、樣品室請勿長時間翻開，以免灰塵玷污光學元件。4、接通加熱電源時檢查有無短路狀況。附錄：970CRT熒光分光光度計使用說明書970CRT儀器構成圖1 儀器組成圖123：打印機，通過電纜連接成整機系統。2主機與計算機及打印機的連接圖。操作使用連接好全部電纜和電源線。開機步驟〔1開氙燈電源〔2開主機電源〔3開打印機電源——開計算機電源。〔1〕〔2〕〔3〕關主機電源——〔4〕關氙燈電源。開氙燈電源后氙燈點亮指示應有紅光，反之未點亮。3氙燈點亮指示開計算機后儀器自動進入初始化，初始化大約需要5分鐘時間。4初始化界面儀器初始化后工作參數已經設置為：EX當前波長：350nm。EM當前波長：397nm。EX掃描范圍：200nm-800nm。EM掃描范圍：200nm-800nm。EX縫寬：10nm。EM縫寬：10nm。掃描速度：高速。靈敏度：第一位〔最低擋。掃描方式：EM掃描。初始化完畢后儀器進入操作界面。上行為開工菜單，下行為快捷操作鍵。5操作界面設置〔出廠時已設置好，假設要更改打印機，用戶可重設置PDQFL工作狀態〔關機前退出〕的操作。分析；圖譜運算功能。測定樣品濃度等功能。S/N比測定等功能。在進展定量或定性分析前首先須選〈設置及測試〉中的參數設置，在EXEM波長范圍或時間掃描的時間，同時設置好靈敏度掃描速度及EX和EM縫寬利用圖譜掃描快捷鍵進入圖譜或時間掃描。按鍵開頭掃描，