簡介

由于磷光LED物質的發光量子產率高于熒光LED物質，目前對率磷光 LED 物質的合成及光學特性研究是材料科學的一個熱門課題。磷光的量子產率和磷光壽命均為磷光LED物質研發中zui為重要的因素。為計算磷光壽命，向分子照射激發光，使其達到激發狀態，然后在阻斷激發光的狀態下，檢測磷光的持續時間.用Thermo Fisher的Lumina熒光分光光度計時間掃描功能，可檢測分子被激發后磷光隨時間減少的程度，將通過上述功能獲得的磷光衰變曲線優化為指數衰變曲線，能求得磷光壽命。在本實驗中，檢測磷光L E D 物質合成的前驅物質SrAl2O4 : Eu, Dy和白色磷光物質的光譜，并檢測zui大激發波長和發射波長下的磷光衰變曲線，通過優化處理，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（SrAl2O4 : Eu, Dy)

4.白色磷光物質

實驗結果

波長 (nm)

圖 1. SrAl2O4:Eu, Dy的發射光譜(---)和阻斷激發光束后150 ms 時呈現的磷光光譜

圖1為利用Lumina WaveScan模式檢測到的SrAl₂O₄:Eu,Dy發射光譜和阻斷激發光束后150ms時利用磷光模式檢測到的磷光光譜。本實驗中使用的激發波長為370nm。檢測發現，樣品的發射及磷光中心波長約520nm，屬于綠色發光體。為檢測本樣品的磷光壽命，利用白光使樣品達到激發狀態后，檢測520nm波長下發射光的強度變化（圖2）。利用以下公式求得磷光壽命，優化圖2中所示的發射光強度隨時間減少的曲線，獲得樣品的磷光壽命。

                            時間 (min)

在這里y⁰代表沒有激發光下的發射信號強度,x⁰代表檢測發射信號的開始時間，A代表當時的發射信號強度，x和t代表發射壽命.本樣品具有一個以上的發光等級，為對其進行優化，采取三階曲線擬合。經上述處理后，優化曲線的發射壽命(t)和發光殘存率（%）分別為t1=3.1s(67%)、t2=25.3 s (29%)、t3=293.6s (4%)。接下來，檢測了白色磷光體的發射光譜和磷光壽命，檢測發現白色磷光體的磷光壽命短于SrAl₂O₄:Eu, Dy。

時間 (min)

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

在圖3中，黑色曲線為Lumina WaveScan 模式下檢測到的發射光譜，紅色曲線為阻斷激發光束后150 ms 時以磷光模式檢測到的磷光光譜。

如圖3所示，檢測到藍色（約 400 nm 區域）、綠色（約 540 nm 區域）、紅色（約 650 nm區域）三種顏色發光帶。為確認樣品的磷光壽命，如圖4所示，利用時間掃描方法獲取發射光強度隨時間變化的曲線，并對該曲線進行三階指數衰減曲線擬合。

時間 (min)

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

總結

本實驗中，利用Lumina  WaveScan  模式檢測了磷光LED物質的磷光光譜，再利用時間掃描模式，以數秒至數毫秒為單位，檢測磷光強度隨時間的變化，然后通過指數衰減曲線擬合求得樣品的磷光壽命。