仪器网

欢迎您: 免费注册 仪器双拼网址:www.yiqi.com
首页-资讯-资料-产品-求购-招标-品牌-展会-商机-专题-行业应用-社区-供应商-访谈-招聘-培训手机版
官方微信
中国仪器网行业应用
基理科技
仪器网/ 行业应用/ 解决方案/ 热点应用丨利用时间分辨光谱(TRES)解析零维金属卤化物能量转移过程

热点应用丨利用时间分辨光谱(TRES)解析零维金属卤化物能量转移过程

点击这里给我发消息
内容节点
概述
实验/设备条件
样品提取
实验/操作方法
实验结果/结论
仪器/耗材清单

简    介

零维(0D)金属卤化物是一类新兴的半导体材料,广泛应用于光电材料,包括发光二极管、激光器和光伏发电。特别是异金属(由一种以上的金属中心组成)的金属卤化物,由于其潜在的协同光物理特性取决于对组成金属中心的选择,因此具有巨大的前景1。在本文中,使用FLS1000光致发光光谱仪的时间分辨发射光谱(TRES)确认零维(0D)金属卤化物Tris SbMnCl的发射路径。


44.png


图1:FLS1000光致发光光谱仪


研究方法与材料

Tris SbMnCl是由印度科学教育研究所(IISER)蒂鲁帕蒂分校的研究人员制备。使用配备有VPLED310可变脉宽发光二极管和多通道缩放(MCS)寿命电子装置的爱丁堡仪器公司FLS1000光致发光光谱仪来表征光致发光特性。


 Tris SbMnCl的稳态发射光谱 Tris SbMnCl是用VPLED310 CW模式激发。VPL/VPLED系列是脉冲二极管激光器和LED,具有可调的脉冲宽度(50 ns至1 ms),此外拥有CW模式,可进行稳态光谱测试。图2显示了在310 nm激发的Tris SbMnCl的发射光谱,显示了635 nm发射中心。为了确定哪些金属中心对该发射有贡献,可以利用时间分辨发射光谱法(TRES)。


45.png


图2:Tris SbMnCl稳态光谱


 Tris SbMnCl的时间分辨发射光谱(TRES)

在TRES中,脉冲光源激发样品,由此产生的光致发光衰减作为发射波长的函数被连续记录,以创建一个包含光致发光的光谱和时间相关的三维数据。FLS1000的Fluoracle®软件能够使用TCSPC或MCS模式自动获取TRES光谱,以分别测量短寿命和长寿命。为了获得Tris SbMnCl的TRES,VPLED310设置为100ns的脉冲宽度和10Hz重频。使用MCS模式在400-900 nm的波长范围内以4 nm为步长获取光致发光衰减。测量了Tris SbMnCl的两个TRES曲线。首先图3a和3b中的短的时间尺度下,在激发后有一个在最初20ns内衰减的快速发射衰减,然后是在接下来的至7μs内中间衰减的过程(τ= 904 ns)。这两个过程都在测量的波长范围内广泛存在。随后是一个较慢的发射过程,在图3a和3b的20 µs时间范围内不明显,但在图3c和3d的50 ms时间尺度内可以清楚地看到持续至40 ms的衰减(τ= 6.01 ms)。ms检测通道在550nm-800nm的波长范围内发射明显比ns和μs通道窄。


46.png


图3:在(a)20微秒和(b)50毫秒的时间尺度获得的Tris SbMnCl TRES光谱。在λem = 650 nm处提取的衰减曲线在图(b)和(d)中。


时间相关的发射光谱可以通过Fluoracle中TRES切谱获得,三个时间尺度的光谱在图4a中。ns和µs时间尺度的的光谱很宽,横跨400nm-900nm,ns相对于µs有蓝移。这种在ns和µs时间尺度上的宽发射是Tris SbMnCl中Sb发射的特征2。当用高能量的光子(约300nm)激发时,0D Sb离子中的单重和三重自捕激子(STE)被填充。STE的辐射转变分别导致高能级荧光发射(ns)和低能级磷光发射(µs),这与图4a结果一致,因此ns和µs的发射归于Tris SbMnCl中的Sb。在母体化合物Tris MnCl(无Sb掺杂)中也观察到了以635 nm为中心的ms级发射,这是Mn2+中心发射的特征,由于自旋禁阻的辐射转变而具有较长的寿命。图4b中比较了三个时间分辨光谱的相对强度。Mn中心的发射明显强于Sb中心的ns和µs的时间分辨光谱,Mn中心的发射占总光致发光的95%以上。吸收和光致发光激发研究表明,在这里使用的310 nm的激发波长下,Sb中心是主要的吸收物质,而且在这个波长下激发时,Tris MnCl的发射强度要比Tris SbMnCl低得多1。这一信息与从TRES获得的Mn中心>95%的光致发光强度的计算相结合,揭示了Sb中心作为“天线”,收集激发能量,然后将这种能量转移到作为受体的Mn中心上。



47.png


48.png


图4:Tris SbMnCl的ns、µs和ms尺度的发射光谱,(a)归一化和(b)相对光谱。


结    论

时间分辨发射光谱(TRES)是一种强大的技术,用于描述具有多个发射过程的材料的发射特征。FLS1000可以在TCSPC和MCS模式下进行自动TRES测量,涵盖从皮秒到秒的全部寿命范围。有多种激发源可供选择,以满足样品要求,包括闪光灯、脉冲二极管激光器、脉冲发光二极管、超连续激光器,所有这些都可用于TRES测试。


参考文献

1. Biswas et al. J. Mater. Chem. C, 2022,10, 360-370

2. Li et al. Chem. Mater., 2019, 31, 22, 9363–9371


相关产品
相关行业标准
最新解决方案
厂商产品资料
在线留言
官方微信

仪器网微信公众号

扫码获取最新信息

在线客服

咨询客服

在线客服
工作日:  9:00-18:00
联系客服 企业专属客服
电话客服:  400-822-6768
工作日:  9:00-18:00
订阅商机

仪采招微信公众号

采购信息一键获取海量商机轻松掌控