第二章光致发光和电致发光的基础知识..ppt

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1、有机电致发光材料与技术授课班级:1206211授课教师:左青卉1主要内容第二章：光致发光及电致发光的基础知识基础光物理1有机电致发光和有机半导体的基本原理22主要知识要点*基态与激发态吸收与发射*荧光与磷光激基复合物与激基缔合物电荷转移基础光物理3基态（groudstate）与激发态（excitedstate）基态：指分子的稳定态，即能量最低态。基态分子中的电子排布遵从构造原理，即能量最低原理、Pauli不相容原理、Hund规则激发态：指分子的一种不稳定状态，其能量相对较高。激发态分子中的电子排布不完全遵从构

2、造原理基础光物理4S0T1S1hνhνS0：基态（groundstate）S1：第一激发单重态（thelowestexcitedsingletstate）——自旋方向不变T1：第一激发三重态（thelowestexcitedtripletstate）——自旋方向改变图1：电子跃迁过程基础光物理—基态与激发态S05激发态与基态相比构型上，键级下降，键长增加和键能减小一般情况下，共轭性不好图2：常见的单重态和三重态势能相对位置基础光物理—基态与激发态6吸收（absorption）与发射（emission）基础光物

3、理吸收：分子的激发需要吸收一定的能量，吸收能量后，分子就处于激发态发射：通过释放光子而从高能激发态失活到低能基态的过程，是光吸收的逆过程，又称辐射跃迁非辐射跃迁：通过热辐射等其它方式而从高能激发态失活到低能基态的过程7荧光（Fluorescence）与磷光（Phosphorescence）荧光与磷光产生的光物理过程激发态分子的失能过程荧光光谱分析和影响荧光的主要因素磷光光谱分析和影响磷光的主要因素基础光物理8荧光产生的光物理过程基础光物理—荧光和磷光产生的光物理过程图3：荧光发射示意图光吸收（A）振动弛豫（V

4、R）内转换（IC）荧光发射（F）S0S112349磷光产生的光物理过程图4：磷光发射示意图S0S1T11234光吸收（A）振动弛豫（VR）系间窜越（ISC）磷光发射（P）基础光物理—荧光和磷光产生的光物理过程10荧光和磷光本质区别图4：磷光发射示意图S0S1T11234基础光物理—荧光和磷光产生的光物理过程图3：荧光发射示意图S0S1123411激发态分子的失能过程(去活化)振动弛豫是指在液相或压力足够高的气相中，处于激发态的分子因碰撞将能量以热的形式传递给周围的分子，从而从高振动级层失活至低振动能级的过程，

5、属于非辐射跃迁过程内转换是指相同多重度的分子，如果较高电子能级的低振动能级与较低电子能级的高振动能级相重叠时，则电子可在重叠的能级之间通过振动耦合产生无辐射跃迁，如S2→S1和T2→T1的跃迁系间窜越是指不同多重态分子间的无辐射跃迁，例如S1→T1的跃迁。通常是电子由S1较低振动能级转移至T1较高振动能级。有时，通过热激发有可能发生T1→S1，然后由S1发生荧光，这是产生延迟荧光的机理基础光物理振动弛豫、内转换和系间窜越都属于非辐射跃迁过程12激发态分子的失能过程(去活化)外转换是指受激分子与溶剂或其它溶质分

6、子相互作用发生能量转换使荧光或磷光强度减弱甚至消失的过程，是一个分子间的过程荧光发射（辐射跃迁）是指处于S1的电子跃迁至基态各振动能级时，得到最大波长为λ的荧光。不论电子开始被激发至什么高能级，最终将只发射出波长为λ的荧光，荧光的产生在10-7-10-9s内完成基础光物理13荧光淬灭：是指荧光物质与其它溶剂分子或溶质分子相互作用引起荧光强度降低的现象，引起荧光淬灭原因有：碰撞淬灭荧光分子受激后，与淬灭剂分子碰撞而无辐射去活回基态的过程。温度升高，碰撞淬灭效率增加静态淬灭荧光分子与淬灭剂生成非荧光的复合物。温度

7、升高，静态淬灭效率降低三重态淬灭分子由于系间窜越，由单重态跃迁到三重态，转入三重态的分子在常温下不发光，就是由于它们与其它分子的碰撞中消耗能量而使荧光淬灭电子转移反应的淬灭某些淬灭剂分子与荧光分子相互作用时，发生了电子转移反应荧光物质的自淬灭在浓度较高的荧光物质溶液中，单重激发态分子在产生荧光发射前与未激发的荧光物质碰撞而引起的自淬灭基础光物理—激发态的失能过程14返回碰撞淬灭F0/F和τ0/τ随着淬灭剂浓度的增加而增加，静态淬灭τ0/τ不随淬灭剂浓度的变化碰撞淬灭F0/F和τ0/τ随着温度的增加而增加，静态

8、淬灭F0/F和τ0/τ随着温度的增加而降低碰撞淬灭与静态淬灭的判定依据基础光物理—激发态的失能过程15荧光光谱分析基础光物理——荧光光谱分析荧光是指基态分子受到激发后，跃迁到能量较高的能级，再从S1态跃迁到基态所产生的光辐射（S1S0)荧光产生必须具备两个条件：分子的激发态和基态的能量差必须与激发光频率相适应吸收激发能量之后，分子必须具有一定的荧光量子效率荧光主要参数：荧光效率(ϕ)、荧光强度(I)