Yarı İletken Nanokristallerin ve Diğer Floroforların Zamana Bağlı Fotolüminesans Spektroskopisi

Özet

Bu makale, zamanla çözülen fotolüminesans üzerine deneysel bir nasıl yapılır sunmaktadır. Birçok tek foton sayma kurulumunda kullanılan donanım açıklanacak ve temel bir nasıl yapılır sunumu yapılacaktır. Bu, öğrencilerin ve deneycilerin temel sistem parametrelerini ve bunların zaman çözümlü fotolüminesans kurulumlarında nasıl doğru şekilde ayarlanacağını anlamalarına yardımcı olmayı amaçlamaktadır.

Özet

Zaman çözümlü fotolüminesans (TRPL), yarı iletken nanokristallerin ve genel olarak ışık yayan malzemelerin fotofiziğini anlamak için önemli bir tekniktir. Bu çalışma, tek foton sayma (SPC) sistemleri kullanarak nanokristaller ve ilgili malzemeler üzerinde TRPL'nin kurulması ve yürütülmesi için bir astardır. Ölçümdeki temel hata kaynakları, deney düzeneği ve kalibrasyon dikkate alınarak önlenebilir. Dedektör özellikleri, sayım hızı, spektral tepki, optik kurulumlardaki yansımalar ve tek foton sayımı için özel enstrümantasyon ayarları tartışılacaktır. Bu ayrıntılara dikkat etmek, tekrarlanabilirliğin sağlanmasına yardımcı olur ve bir SPC sisteminden mümkün olan en iyi verileri elde etmek için gereklidir. Protokolün temel amacı, bir TRPL öğrencisinin deney kurulumunu ve birçok yaygın tek foton sayma kurulumunda yararlı TRPL verileri elde etmek için genel olarak anlaması gereken temel donanım parametrelerini anlamasına yardımcı olmaktır. İkincil amaç, deneysel zaman çözümlü lüminesans spektroskopisi öğrencisi için yoğunlaştırılmış bir astar görevi görmektir.

Giriş

Zamana bağlı fotolüminesans (TRPL), ışıldayan malzemelerin fotofiziğini incelemek için önemli ve standart bir yöntemdir. TRPL ölçüm sistemleri, deneyci tarafından oluşturulan açık kurulumlar olabilir veya doğrudan bir üreticiden satın alınan bağımsız birimler olabilir. Açık kurulumlar, daha deneysel kontrole ve yararlı veri toplamak için ek yollara izin verdikleri için "kapalı kutu" TRPL birimlerinden daha üstün kabul edilir; ancak, ölçümün daha eksiksiz bir şekilde anlaşılmasını talep ederler. TRPL, ışıldayan cihazların geliştirilmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır ve her zaman yarı iletken nanokristallerin ve diğer ışık yayan mal....

Protokol

1. Hazırlık

1. Laboratuvar için tüm ekipman ve lazer güvenlik prosedürlerini izleyin. Hizalamaları her zaman mümkün olan minimum lazer gücüyle yapın. Uygun lazer koruyucu gözlük takın.
2. Çıkışı SPC kurulumuna bağlamadan önce numuneden PL spektrumunu kontrol edin. Spektrumun beklendiği gibi göründüğünden ve uyarma lazer ışığının hiçbirinin mevcut olmadığından emin olun. PL'nin, uyarma kaynağını zayıflatarak veya nötr yoğunluk filtreleri kullanarak ayarlanması gerekebilir.
   NOT: Uyarı: çok fazla ışık SPC dedektörüne kalıcı olarak zarar verebilir.
3. Koleksiyon optiğine giren yansıyan veya saçıl....

Sonuçlar

Standart bir SPC bozunma eğrisi Şekil 3'te gösterilmiştir. İlk artış, tepe noktası sıfır zamana karşılık gelecek şekilde kaydırıldı (elektronik ve optik gecikmeler nedeniyle ham verilerde durum böyle değildir). Sinyal-arka plan oranı yaklaşık 100'dür çünkü bu numune uzun ömürlü ancak zayıf bir fosforesansa sahiptir. Ana TRPL zirvesinden yaklaşık 50 ns sonra meydana gelen log ölçeğinde zayıf bir yansıma açıkça gözlemlenebilir. Bu, aşağıda daha ayrıntılı olarak bildirildiği gibi, 5 metre uzunl.......

Tartışma

Herhangi bir SPC kurulumunda, kullanıcı tarafından anlaşılması gereken, kullanıcı tarafından kontrol edilen birkaç önemli parametre vardır. Bu parametreler, TRPL için SPC yönteminin sınırlamalarını açıklayacak, bir şeyler ters giderse kullanıcının kurulumda daha kolay sorun gidermesine olanak tanıyacak ve iyi veri toplama için etkili bir şekilde gerekli olan kritik adımların anlaşılmasına yardımcı olacaktır. Ayrıca, farklı numuneler genellikle farklı sistem ayarları gerektirecektir - başka bir deyişle, olası tüm SPC bozu.......

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi

Ad	Şirket	Katalog numarası	Yorumlar
AOM	Isomet	1260C
Lazer	Alphalas	Picopower
Lazer	Tutarlı	Kurumsal
MCS	Becker-Hickl	PMS-400
PMT	Becker-Hickl	HPM100-50
PMT	Hamamatsu	H-7422
SPCM	Becker-Hickl	EMN130

Serisi