Fotolumineszenz (abgekürzt als PL) ist ein Prozess, in dem eine Substanz Fotonen (elektromagnetische Radiation) absorbiert und dann Fotonen wiederausstrahlt. Quant mechanisch, das kann als eine Erregung zu einem höheren Energiestaat und dann eine Rückkehr zu einem niedrigeren durch die Emission eines Fotons begleiteten Energiestaat beschrieben werden. Das ist eine von vielen Formen der Lumineszenz (Lichtemission) und ist durch die Photoerregung (Erregung durch Fotonen), folglich das Präfix photo bemerkenswert-. Die Periode zwischen Absorption und Emission ist in der Ordnung von 10 Nanosekunden normalerweise äußerst kurz. Unter speziellen Verhältnissen, jedoch, kann diese Periode in Minuten oder Stunden erweitert werden.

Formen der Fotolumineszenz

Die einfachsten photolumineszierenden Prozesse sind widerhallende Radiationen, in die ein Foton einer besonderen Wellenlänge absorbiert wird und ein gleichwertiges Foton sofort ausgestrahlt wird. Dieser Prozess ist mit keinen bedeutenden inneren Energieübergängen des chemischen Substrats zwischen Absorption und Emission verbunden und ist der Ordnung von 10 Nanosekunden äußerst schnell.

Interessantere Prozesse kommen vor, wenn das chemische Substrat innere Energieübergänge vor dem Wiederausstrahlen der Energie vom Absorptionsereignis erlebt. Das vertrauteste solche Wirkung ist Fluoreszenz, die auch normalerweise ein schneller Prozess ist, aber in dem etwas von der ursprünglichen Energie zerstreut wird, so dass die ausgestrahlten leichten Fotonen der niedrigeren Energie sind als diejenigen, die absorbiert sind. Wie man sagt, ist das erzeugte Foton in diesem Fall ausgewechselt rot, den Verlust der Energie kennzeichnend, weil sich Diagramm von Jablonski zeigt.

Fotolumineszenz ist eine wichtige Technik, für die Reinheit und kristallene Qualität von Halbleitern wie GaAs und InP zu messen. Mehrere Schwankungen der Fotolumineszenz, bestehen einschließlich der Fotolumineszenz-Erregung (PLE).

Zeitaufgelöste Fotolumineszenz (TRPL) ist eine Methode, wo die Probe mit einem Lichtimpuls aufgeregt ist und dann der Zerfall in der Fotolumineszenz in Bezug auf die Zeit gemessen wird. Diese Technik ist im Messen der Minderheitstransportunternehmen-Lebenszeit von III-V Halbleitern wie Gallium arsenide (GaAs) nützlich.

Eine noch mehr spezialisierte Form der Fotolumineszenz ist Phosphoreszenz, in der die Energie von absorbierten Fotonen Zwischensystem erlebt, das sich in einen Staat der höheren Drehungsvielfältigkeit trifft (sieh Begriff-Symbol), gewöhnlich ein Drilling-Staat. Sobald die Energie im Drilling-Staat gefangen wird, ist Übergang zurück zu den niedrigeren Unterhemd-Energiestaaten mechanisch verbotenes Quant, bedeutend, dass es viel langsamer geschieht als andere Übergänge. Das Ergebnis ist ein langsamer Prozess des Strahlungsübergangs zurück zum Unterhemd-Staat, manchmal anhaltende Minuten oder Stunden. Das ist die Basis für das "Glühen in den dunklen" Substanzen.

Photoleuchtstoff in Sicherheitsanwendungen

Einer des Hauptgebrauches des Photoleuchtstoffs ist für die Sicherheit und Ausgang-Markierung. Es wird meistens in der Form der "Notausgang"-Beschilderung gesehen. Die Industrie wird durch mehrere internationale Standards und Richtlinien geregelt, die Leistungskriterien unter bestimmten Bedingungen der Aufregung festsetzen. Ein Handbuch zu diesen Standards kann an http://www.photoluminescent.co.uk/standards gefunden werden

Photoleuchtstoff für die Temperaturentdeckung

In Phosphor thermometry wird die Temperaturabhängigkeit des Fotolumineszenz-Prozesses ausgenutzt, um Temperatur zu messen.

Weiterführende Literatur