光致发光(PL)光谱

2022-09-12
铄思百检测

一、原理

不同发光材料的发光原理不尽相同,但是其基本物理机制是一致的:物质原子外的电子一般具有多个能级,电子处于能量最低能级时称为基态,处于能量较高的能级时称为激发态。当有入射电磁波的能量恰好等于两个能级的能量差时,低能级的电子就会吸收这个光子的能量,并跃迁到高能级,处于激发态;电子在激发态不稳定,会向低能级跃迁,并同时发射光子。电子跃迁到不同的低能级,就会发出不同的光子,但是发出的光子能量肯定不会比吸收的能量大。

二、制样要求

1.样品须有荧光/磷光性能,可在紫外激光灯或紫外暗箱照射下观察样品是否发光;

2.粉末样品:荧光寿命、稳态(激发或发射谱)、量子产率、上转换980,各项测试需送50~100mg;

3.液体样品:至少5mL;

4.块体/薄膜样品尺寸要求:1*1cm-2*2cm,厚度0.1cm。

三、光致发光的特点

1.优点
(1)光致发光分析方法的实验设备比较简单测量本身是非破坏性的,而且对样品的尺寸、形状以及样品两个表面间的平行度都没有特殊要求。
(2)它在探测的量子能量和样品空间大小上都具有很高的分辨率,因此适合于作薄层分析和微区分析。
2.缺点
(1)它的原始数据与主要感兴趣的物理现象之间离得比较远,以至于经常需要进行大量的分析,才能通过从样品外部观测到的发光来推出内部的符合速率。
(2)光致发光测量的结果经常用于相对的比较因此只能用于定性的研究方面。
(3)测量中经常需要液氦低温条件也是一种苛刻的要求。
(4)对于深陷阱一类不发光的中心,发光方法显然是无能为力的。
四、光致发光方法分析应用
1.组分测定
例如,GaAs1-xPx是由直接带隙的GaAs和间接带隙的GaP组成的混晶,它的带隙随x值而变化。发光的峰值波长取决于禁带宽度,禁带宽度和x值有关因此,从发光峰峰值波长可以测定组分百分比x值。
2.杂质识别
根据特征发光谱线的位置,可以识别GaAs和GaP中的微量杂质。
3.硅中浅杂质的浓度测定
4. 辐射效率的比较
半导体发光和激光器件要求材料具有良好的发光性能,发光测量正是直接反映了材料的发光特性。通过光致发光光谱的测定不仅可以求得各个发光带的强度,而且也可以到积分的辐射强度。在相同的测量条件下,不同的样品间可以求得相对的辐射效率。
5.GaAs材料补偿度的测定
补偿度NA/ND(ND,NA分别为施主、受主杂质浓度)是表征材料纯度的重要特征参数。
6.少数载流子寿命的测定
7.均匀性的研究
测量方法是用一个激光微探针扫描样品,根据样品的某一个特征发光带的强度变化,直接显示样品的不均匀图像。

8.位错等缺陷的研究。


免责声明:部分文章整合自网络,因内容庞杂无法联系到全部作者,如有侵权,请联系删除,我们会在第一时间予以答复,万分感谢。